陳振江

摘 要：變壓器鐵芯接地故障是電力變壓器中的常見故障之一，它會(huì)給變壓器的運(yùn)行帶來不利的影響。從變壓器鐵芯接地故障的常見原因和變現(xiàn)特征入手，深入研究了鐵芯接地故障的具體情況，并提出了有參考價(jià)值的變壓器鐵芯接地故障處理辦法，以期為相關(guān)從業(yè)人員提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：變壓器鐵芯：接地故障；電容放電；變現(xiàn)特征

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.23.139

在電力變壓器的運(yùn)行過程中，變壓器鐵芯接地故障是極為常見的，可能會(huì)導(dǎo)致鐵芯局部過熱，影響變壓器的正常使用，甚至?xí)龘p鐵芯。但是，多點(diǎn)接地的故障點(diǎn)位置不同，因此，在查找故障時(shí)，會(huì)遇到一定的阻礙。本文將立足于變壓器鐵芯接地故障的成因，深入研究變壓器鐵芯接地故障的查找方法。

1 故障原因和危害

1.1 故障原因

在安裝變壓器的過程中，由于相關(guān)工作人員疏忽大意，不慎遺落金屬異物，導(dǎo)致變壓器鐵芯發(fā)生接地故障。另外，當(dāng)鐵芯受潮時(shí)，會(huì)影響到變壓器鐵芯的絕緣性能，損壞變壓器元件。潛油泵軸承磨損嚴(yán)重也是變壓器鐵芯故障的常見成因，一方面，潛油泵的使用將直接影響鐵芯接地的效果；另一方面，在軸承的磨損過程中，容易產(chǎn)生金屬粉末，長(zhǎng)時(shí)間與變壓器的硅鋼片接觸，容易導(dǎo)致變壓器鐵芯出現(xiàn)多點(diǎn)接地的情況。由此可見，接地片設(shè)計(jì)問題也是威脅變壓器鐵芯的問題之一。在加工過程中，相關(guān)工作人員沒能按照規(guī)定清理雜質(zhì)，使得變壓器鐵芯出現(xiàn)短路的情況，從而影響變壓器的正常運(yùn)作。此外，工作人員的鐵芯工藝不精良，也容易使主變壓器內(nèi)部出現(xiàn)鐵銹、焊渣、毛刺等問題。

1.2 變壓器鐵芯接地故障的危害

鐵芯是變壓器的磁路部分，也是變壓器的核心元件，其質(zhì)量將影響到變壓器的正常運(yùn)行。變壓器安裝完畢后，鐵芯通過絕緣小套管來接地，從而達(dá)到電容耦合的作用。在此，需要相關(guān)工作人員注意的是，當(dāng)變壓器處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，不允許鐵芯多點(diǎn)接地，否則會(huì)導(dǎo)致變壓器接觸不良。因?yàn)槔@組周圍存在著交變的磁場(chǎng)，抵押繞組與鐵芯之間有較大的電流沖擊，所以，要求相關(guān)工作人員將鐵芯的外殼做絕緣處理，以保障變壓器鐵芯的正常運(yùn)行。另外，構(gòu)件之間存在著電位差，這會(huì)嚴(yán)重影響變壓器鐵芯的電容放電功能。因此，為了消除懸浮點(diǎn)位的不良影響，應(yīng)當(dāng)按照繞組的電位來安排寄生電容與金屬構(gòu)件之間的具體電位。這樣一來，不但消除了電位差，還延長(zhǎng)了變壓器鐵芯的電容放電時(shí)間。然而，一旦變壓器鐵芯出現(xiàn)多點(diǎn)接地的情況，就會(huì)在繞組之間形成閉合回路，引發(fā)環(huán)流的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況時(shí)，輕則會(huì)導(dǎo)致局部過熱，影響變壓器鐵芯的絕緣性能；重則鐵芯被損壞，引發(fā)嚴(yán)重的燒損事故。

2 接地故障的查找技術(shù)

2.1 放電沖擊技術(shù)

受變壓器裝配形式的制約，在很多情況下無法找到故障的具體位置，尤其在鐵銹焊渣懸浮、油泥沉積造成的多點(diǎn)接地故障中，使用放點(diǎn)沖擊技術(shù)能夠取得較好的使用效果。相關(guān)工作人員要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況決定放點(diǎn)沖擊技術(shù)的接地方式和接地程度。因此，要求相關(guān)工作人員要控制好交流電的電流，以免電流過大，變電器損壞。但是，這種故障檢查技術(shù)操作不便，安全性低，并不宜推廣，只能應(yīng)有于現(xiàn)場(chǎng)材料較少的情況下。

2.2 在線檢測(cè)技術(shù)

在線監(jiān)測(cè)技術(shù)適用于檢測(cè)油浸變壓器鐵芯故障。該技術(shù)能夠根據(jù)變壓器中氣體的成分判斷變壓器鐵芯的絕緣性能，在時(shí)效性方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。通過對(duì)比氣體含量，能夠較為直觀地了解變壓器鐵芯的密封情況、有無受潮、絕緣是否出現(xiàn)老化。例如，當(dāng)二氧化碳過多時(shí)，相關(guān)研究人員基本能夠判斷問題出在變壓器鐵芯的熱循環(huán)中；當(dāng)變壓器中一氧化碳含量超標(biāo)時(shí)，則能夠判斷鐵芯接地故障是由于內(nèi)部的絕緣體因熱而分解；當(dāng)氧氣的含量超標(biāo)時(shí)，則需要相關(guān)檢修人員檢查變壓器鐵芯的密封情況，并爭(zhēng)取在短時(shí)間內(nèi)維修。油中氣體在線監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠縮短相關(guān)檢修人員的工作時(shí)間，在一定程度上減少了維修成本，提高了變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性。而局部放電檢測(cè)技術(shù)則是利用了費(fèi)電超聲測(cè)量法和光測(cè)量法。這兩種方法能夠補(bǔ)充油中氣體檢測(cè)技術(shù)的不足，準(zhǔn)確定位變壓器鐵芯的故障位置，以便相關(guān)工作人員開展維修工作。局部放電在線檢測(cè)擁有極高的靈敏度，能夠達(dá)到脈沖標(biāo)準(zhǔn)，因此，在定位工作中，能夠取得良好的效果。在此需要相關(guān)工作人員注意的是，在布置局部放電在線檢測(cè)技術(shù)的探頭時(shí)，要根據(jù)主變壓器鐵芯的實(shí)際情況放置。

2.3 智能故障診斷技術(shù)

智能為變電器鐵芯狀態(tài)檢修工作提供了新途徑。利用智能化的系統(tǒng)，將技術(shù)人員的工作水平提升了一個(gè)檔次。同時(shí)，建立知識(shí)庫有利于故障診斷知識(shí)的累計(jì)和擴(kuò)大。其中、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法在變電器中已經(jīng)得到了充分的檢驗(yàn)。專家系統(tǒng)主要依靠知識(shí)庫的建立，能夠憑借曾經(jīng)的經(jīng)驗(yàn)合理推測(cè)變壓器鐵芯接地故障情況，并且在推理的過程中不斷回答問題。但是，專家系統(tǒng)也存在一定的局限性，例如，專家系統(tǒng)的學(xué)習(xí)能力需要長(zhǎng)時(shí)間的積累，因此，在短時(shí)間內(nèi)專家系統(tǒng)很難取得良好的效果。而且，要想保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的與時(shí)俱進(jìn)，需要巨大的資金支持，這就限制了知識(shí)庫的容量。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有自組織、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)能力，甚至能夠獨(dú)立完成思考，具有一定的聯(lián)想功能，能夠針對(duì)變電器鐵芯的實(shí)際情況分析故障成因，并提出解決問題的有效措施。然而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國還不夠成熟，可移植性也很差，無法在缺少樣本的情況下合理解釋故障原因。這就在一定程度上限制了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)變壓器鐵芯故障的檢測(cè)。

3 結(jié)束語

綜上所述，電沖擊技術(shù)、智能故障診斷技術(shù)都是變壓器鐵芯故障的有效方式。在變壓器的檢修過程中，應(yīng)當(dāng)重視測(cè)量絕緣電阻，在扣罩與原件裝配之前，應(yīng)當(dāng)做一次絕緣測(cè)試，盡量規(guī)避意想不到的鐵芯故障的發(fā)生，以保證變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]靳建坤，馬慧娟.一起主變鐵芯多點(diǎn)接地故障處理分析[G]//2013年中國信息通信研究新進(jìn)展論文集.北京：中國通信協(xié)會(huì)，2014.

[2]邵引紅，陳涵林.變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障的診斷及處理[J].安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（02）：78-80.

[3]孔祥海，趙志強(qiáng)，曹春華.半波直流電流檢測(cè)方法及實(shí)現(xiàn)變壓器鐵芯非金屬接地故障的處理方法[J].有色設(shè)備，2012（04）：19-20.

[4]蔣長(zhǎng)榮，宋保杰.試論電力變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障及技術(shù)解決措施[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2015（06）：13.

〔編輯：白潔〕