【摘要】介紹電力變壓器鐵芯多點接地的危害、類型和原因及當前檢測技術的現(xiàn)狀，通過一起變壓器鐵芯多點接地故障典型實例，簡述了檢測方法和消除故障的方法。

【關鍵詞】變壓器鐵芯；多點接地；接地電流；檢測；消除故障

1、概述

變壓器正常運行時，是不允許鐵芯多點接地的，當變壓器發(fā)生鐵芯鐵芯多點接地故障時，會產(chǎn)生較大的放電脈沖，有時也會出現(xiàn)不穩(wěn)定短路接地，但變壓器鐵芯絕緣多點接地故障時，便形成工頻短路電流，從而使變壓器內(nèi)部局部過熱，或造成輕瓦斯動作。因此利用檢測接地電流工頻分量來判斷鐵芯絕緣是否正常相當有效。注：DL596-96《電力設備預防性試驗規(guī)程》中規(guī)定：鐵芯絕緣正常時，接地電流不大于0.1A。

變壓器是電力系統(tǒng)的重要設備，它的正常安全運行，事關重要，據(jù)電力權威部門統(tǒng)計，由于鐵芯多點接地故障所導致的變壓器事故占總故障率第三位，為此，掌握變壓器鐵芯多點接地的診斷方法和消除故障的方法，對確保變壓器安全運行很有意義。

2、變壓器鐵芯接地方式

為了確保鐵芯一點接地，對鐵芯間無油道的變壓器，其鐵芯接地方式一般常見的有四種，

（1）當上下夾件間有拉桿或拉板且不絕緣時，接地銅片連接到上夾件上，再由上夾件經(jīng)螺桿接地。

（2）上下夾件間不絕緣，接地銅片從下夾件經(jīng)地腳螺絲接地。

（3）當上下夾件間絕緣時，在上下鐵軛的對稱位置上各插以接地銅片連接夾件，由上夾件經(jīng)鐵芯片至下夾件再接地。要求接地片位置對稱的目的，是為了避免鐵芯兩點接地。

（4）當采用接地套管時，鐵芯經(jīng)接地片至上夾件與接地套管連接接地。

3、鐵芯多點接地故障的類型和原因

3.1鐵芯接地故障類型

（1）安裝時疏忽使鐵芯碰殼，碰夾件。

（2）穿芯螺栓鋼座套過長與硅鋼片短接。

（3）鐵芯絕緣受潮或損傷，導致鐵芯高阻多點接地。

（4）潛油泵軸承磨損，產(chǎn)生金屬粉末，形成橋路。造成箱底與鐵軛多點接地。

3.2引起鐵芯故障的原因

（1）接地片因加工工藝和設計不良造成短路。

（2）由于附件引起的多點接地。

（3）由遺落在主變內(nèi)的金屬異物和鐵芯工藝不良產(chǎn)生毛刺，鐵銹與焊渣等因素引起接地。

4、現(xiàn)場檢測、判斷故障方法

4.1測絕緣電阻的方法

按DL596-96《電力設備預防性試驗規(guī)程》中表5第8項規(guī)定“采用2500V兆歐表，測量其鐵芯的絕緣電阻?！逼錁藴蕿椋骸阿僮儔浩麒F芯的絕緣電阻應大于10000MΩ；②與以前測試結果相比無顯著差別。”此測量方法，是在停電后進行測量，此方法適用于投運前、大修后。

4.2測鐵芯接地電流的方法

按DL596-96《電力設備預防性試驗規(guī)程》中表5第8項規(guī)定“運行中鐵芯接地電流一般不應大于0.1A”?？墒褂酶呔冗x頻鉗形電流表，采用電測法，在不改變原設備接線的情況下，在變壓器鐵芯接地引出線處直接測量運行狀態(tài)下接地電流值。

4.3其他檢測、判斷故障方法

4.3.1用絕緣油試驗綜合分析法：依據(jù)運行、試驗的經(jīng)驗，一般當方生變壓器鐵芯多點接地故障時，變壓器絕緣油色譜分析數(shù)據(jù)結果有以下特點：①總烴含量較高，超過國標規(guī)定150ppm的注意值。②總烴產(chǎn)氣速率超過國標規(guī)定注意值范圍，其中乙烯的產(chǎn)氣速率上升較快。③用IEC三比法，特征氣體的比值編碼一般為0、2、2。④甲烷及烯烴組分很高，而一氧化碳氣體變化甚少或正常時，有裸金屬過熱現(xiàn)象等。

4.3.2用電測法判斷故障方法：在停電后進行診斷性試驗的方法一般有兩種，其一為直流法，將鐵芯與夾件的連接片斷開，在鐵軛與兩側的硅鋼片上通入6V左右的直流電流，后用直流電壓表依次測量各級硅鋼片間電壓，當被測處電壓為零或表計指針反向時，該處位置為故障接地點。其2為交流法，將鐵芯與夾件的連接片斷開，再將變壓器低壓繞組接入220VAC交流電壓，此時變壓器鐵芯中便有磁通存在，如果有多點接地故障時，用毫安表測量會測得電流，用毫安表沿鐵軛各級依次逐點測量，當毫安表在電流為零時，該處位置為故障接地點。以上這兩種方法均可檢測出變壓器鐵芯多點接地的故障位置，可依據(jù)現(xiàn)場實際情況進行選擇。

5、故障典型實例

5.1發(fā)現(xiàn)故障

某公司試驗人員于2012年12月1日在對某110kV變電站#1主變壓器鐵芯電流進行帶電測量時，發(fā)現(xiàn)鐵芯接地電流為2.93A，測量所用儀器為西安佳源技術公司生產(chǎn)的JBT變壓器鐵芯電流測量儀，并觀察變壓器運行溫度升高。次日立即對該變壓器鐵芯絕緣電阻進行了測試，使用1000V兆歐表進行，發(fā)現(xiàn)鐵芯絕緣電阻為3.6MΩ，初步判定該變壓器鐵芯存在多點接地故障。

變壓器鐵芯電流帶電檢測現(xiàn)場測量圖

5.2初步故障診斷

5.2.1油色譜測試數(shù)據(jù)

在發(fā)現(xiàn)該變壓器鐵芯接地電流超出國標規(guī)定的注意值后，立即進行了絕緣油色譜試驗，其試驗結果如下：

某110變壓器本體油色譜測值

5.2.2綜合判定

由于本次油色譜測試數(shù)據(jù)均未超出國標規(guī)定的注意值，再由于該變壓器以往沒有發(fā)生鐵芯接地情況，且未經(jīng)歷惡劣運行工況，只是在幾天前進行了隔膜式油枕改造，對變壓器進行了抽真空注油，注油位置在下部放油閥處注油。初步判定為在注油時，該變壓器因底部雜質被油流沖起沉積到變壓器底部的夾件或鐵芯某處，形成橋接支路，造成了鐵芯接地故障。

5.3故障消除方法

消除此類接地故障，一般采取電焊機消除或電容器充電消除這兩種方式。后根據(jù)現(xiàn)場情況，該接地點有一定的阻值，可能橋接雜質量不會太大，決定先采取電容器充電-放電法消除該故障。

電容器充放電法消除故障原理及接線圖如下：

在打開該主變鐵芯接地與接地網(wǎng)連線后，現(xiàn)場選用約35μF、交流1.68kV的電容器，用2500V可調(diào)式數(shù)字兆歐表進行充電，充到2000V以上后，迅速斷開兆歐表，并快速接至變壓器鐵芯接地引出端，聽到一聲清脆的放電聲即完成放電沖擊，同時現(xiàn)場觀測人員聽到變壓器內(nèi)部（有載分接開關附近）有明顯沖擊聲。沖擊后測量鐵芯對地絕緣電阻為30000MΩ（1000V），消除了該故障，取得了預期效果。

6、結論

6.1通過變壓器鐵芯接地電流帶電檢測可及時發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯多點接地故障。

6.2若初步診斷鐵芯有多點接地故障時，可采用DL596-96《電力設備預防性試驗規(guī)程》規(guī)定的測量絕緣電阻的方法，進一步確定、分析。

6.3依據(jù)變壓器運行情況、近期檢修情況進行變壓器鐵芯多點接地故障類型的判定，因地制宜的采取電容器充電-放電法消除故障。