藏亮 張操 梁嘉輝

摘要：變壓器鐵芯、夾件多點(diǎn)接地的故障在變壓器運(yùn)行過(guò)程中不可避免，為了保障變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行，分析變壓器鐵芯多點(diǎn)接地的故障原因、特點(diǎn)及危害，總結(jié)其檢測(cè)方法以及處理措施是非常重要的。

關(guān)鍵詞：變壓器、鐵芯、接地

1前言

變壓器鐵芯夾件多點(diǎn)接地故障會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行中的變壓器出現(xiàn)部分部件如鐵軛等放電、溫升增加等異?，F(xiàn)象。為了能夠避免或者限制變壓器的這種故障狀況，就需要根據(jù)變壓器結(jié)構(gòu)及原理去分析鐵芯夾件多點(diǎn)接地的故障原因以及表現(xiàn)特征，進(jìn)一步提出可靠且易實(shí)施的檢測(cè)方法，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果制定變壓器有效的限制措施，來(lái)保障變壓器能夠繼續(xù)安全可靠運(yùn)行[1]。

2變壓器鐵芯夾件多點(diǎn)接地故障原因及危害

2.1變壓器鐵芯、夾件有且僅有一點(diǎn)可靠接地

變壓器帶電運(yùn)行時(shí)，油箱里引線與帶電繞組的位置決定了最終的電場(chǎng)分布，如果變壓器鐵芯夾件存在的電場(chǎng)不均勻。鐵芯及其夾件的每一個(gè)部件空間位置的不同，最終會(huì)在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電壓。如果不接地，鐵芯夾件對(duì)地懸浮電位的存在就會(huì)對(duì)油箱壁間歇性放電導(dǎo)致變壓器絕緣油分解劣化等異常狀況[2]。因此，變壓器在帶電運(yùn)行的過(guò)程中必須一點(diǎn)可靠接地。但是當(dāng)鐵芯、夾件發(fā)生兩點(diǎn)及以上接地時(shí)，在接地點(diǎn)之間形成閉合回路，鐵芯夾件各部位因空間位置不同存在的電位差就會(huì)在閉合回路中產(chǎn)生壓降，從而形成環(huán)流，造成鐵芯、夾件部件溫升增加。

2.2變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障的原因

變壓器鐵芯及其夾件多點(diǎn)接地故障大多數(shù)原因由以下引起的：

（1）變壓器鐵芯夾件與油箱短接造成接地故障，這是因?yàn)榕c之相連的接地線連接不夠牢固形成的。

（2）夾件與變壓器箱蓋的定位螺栓之間的絕緣性不夠高導(dǎo)致了多點(diǎn)接地。

（3）安裝完成的變壓器的頂部運(yùn)輸定位銷翻轉(zhuǎn)或者拆除形成的多點(diǎn)接地。

（4）變壓器鐵芯夾件接地引出導(dǎo)線套管破裂，從油箱內(nèi)引出的接地導(dǎo)線與油箱蓋短接形成的多點(diǎn)接地。

（5）鐵芯硅鋼片在運(yùn)輸和形成的過(guò)程中容易翻起，此時(shí)由于芯柱和鐵芯夾件支板之間的安全距離不夠，使其接觸到夾件支板，就導(dǎo)致了多點(diǎn)接地[2]。

（6）有異物存在于變壓器的上梁、側(cè)梁以及墊腳絕緣附近，使得這些不明物體短接油箱導(dǎo)致了多點(diǎn)接地。

（7）變壓器鐵芯下夾件墊腳與軛之間絕緣紙板破損或脫落，其疊片與下夾件就會(huì)形成金屬性接觸造成新的接地點(diǎn)。

（8）變壓器強(qiáng)迫油循環(huán)使用的潛油泵裝置，潛油泵在運(yùn)行過(guò)程中軸承有可能出現(xiàn)磨損，磨損后的金屬碎屑通過(guò)潛油泵的油流進(jìn)入油箱當(dāng)中，這些金屬碎屑在電磁場(chǎng)的作用下，形成導(dǎo)電點(diǎn)，使鐵芯或夾件與變壓器油箱外殼短路接地，從而形成多點(diǎn)接地故障[3]。

（9）下夾件與軛階梯間的絕緣墊塊受潮或表面臟污， 長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)產(chǎn)生油泥，隨著油泥的堆積，最后使得該部位絕緣電阻值降低，形成一個(gè)或多個(gè)接地點(diǎn)。

2.3變壓器鐵芯夾件多點(diǎn)接地故障的危害

（1） 變壓器鐵芯夾件長(zhǎng)時(shí)間不能一點(diǎn)接地時(shí)會(huì)出現(xiàn)懸浮高電位，繼而引起放電，造成變壓器絕緣油分解劣化。

（2）變壓器出現(xiàn)多點(diǎn)接地時(shí)，鐵芯夾件與接地點(diǎn)之間會(huì)形成環(huán)流，造成鐵芯局部過(guò)熱，甚至?xí)斐善錅厣脑黾樱瑢?dǎo)致輕瓦斯動(dòng)作。

（3）變壓器保證正常運(yùn)作的前提是其鐵芯一點(diǎn)接地，否則不斷的放電和發(fā)熱會(huì)使得它產(chǎn)生乙炔、氫氣等可燃性氣體，影響使用壽命[4]。

3變壓器鐵芯、夾件多點(diǎn)接地時(shí)的在線檢測(cè)方法

3.1接地電流測(cè)量法

在變壓器鐵芯、夾件外部引出接地扁鐵上，用鉗形表測(cè)量接地扁鐵中的電流。變壓器正常運(yùn)行時(shí)，流過(guò)接地扁鐵的電流為繞組對(duì)夾件、鐵芯的容性電流，電流在幾十毫安左右，基本上不會(huì)超過(guò)100mA，一般情況下用精度不高的鉗形電流表無(wú)法檢測(cè)到。當(dāng)出現(xiàn)多點(diǎn)接地時(shí)，流過(guò)的環(huán)流大小取決于故障點(diǎn)與正常接地點(diǎn)的空間位置，短路匝中包圍的磁通越多，接地電流越大，電流在幾十安左右甚至更大。通過(guò)測(cè)量接地扁鐵中的電流，可以很準(zhǔn)確地判斷出鐵芯或夾件有無(wú)多點(diǎn)接地的異常情況。

3.2變壓器油中溶解氣體分析

根據(jù)《GB7252-2001 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》對(duì)變壓器絕緣油中氣體種類以及含量進(jìn)行氣相色譜分析，對(duì)比前一次變壓器正常運(yùn)行中的氣相色譜分析可以檢測(cè)變壓器鐵芯夾件是否存在多點(diǎn)接地。發(fā)生鐵芯、夾件多點(diǎn)接地故障的變壓器，絕緣油色譜分析一般有下列特征：總烴含量超過(guò)規(guī)定的注意值150μL/L，通常乙烯、甲烷和氫氣占較大比重，乙炔含量低或者沒(méi)有。當(dāng)色譜分析出現(xiàn)上述特征，并在鐵芯夾件絕緣電阻為零或很低及鐵芯夾件接地導(dǎo)線中有環(huán)流時(shí)，且接地電流大于300mA時(shí)，可認(rèn)定該變壓器鐵芯夾件已發(fā)生多點(diǎn)接地故障。

4變壓器鐵芯、夾件多點(diǎn)接地時(shí)的在線限制措施

下文是結(jié)合某電廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)天威保變的750kV變壓器出現(xiàn)夾件多點(diǎn)接地的應(yīng)對(duì)處理措施。

為控制故障進(jìn)一步發(fā)展，在不停電的情況下，在變壓器夾件接地回路中接入限流電阻，從而消除變壓器因環(huán)流接地部位引起的過(guò)熱故障。使用FLUK17B+萬(wàn)用表測(cè)量鐵芯夾件對(duì)地電壓僅為1.2V，逐根據(jù)歐姆定律和伏安法特性進(jìn)行制定方案，以增加鐵芯夾件回路電阻的方式來(lái)改變接地電流的大小;由于現(xiàn)場(chǎng)情況突然，未找到滑動(dòng)電阻器。商討決定選用1500W、150Ω的電阻四個(gè)并聯(lián)后串如回路中，并聯(lián)后電阻為37.5Ω，然后串入鐵芯夾件接地回路中。

在斷開(kāi)鐵芯夾件之前先用90mm?銅線一段接地，另一端接在變壓器鐵芯夾件引出線，讓鐵芯夾件回路電流通過(guò)導(dǎo)線流過(guò)，然后斷開(kāi)鐵芯夾件接地扁鐵，斷開(kāi)后測(cè)量導(dǎo)線電流為98A，將并聯(lián)后37.5Ω電阻器串聯(lián)到鐵芯夾件接地扁鐵斷口處，串聯(lián)后測(cè)量電阻器電阻為37.42Ω，對(duì)之前連接于接地端導(dǎo)線斷開(kāi)后測(cè)量鐵芯夾件接地串入電阻后電流為0.08A，測(cè)量電阻溫度為24℃，在后續(xù)的巡檢過(guò)程中電阻溫度基本處于環(huán)境溫度，接地電流保持在0.07A，沒(méi)有異?，F(xiàn)象。

結(jié)束語(yǔ)

變壓器鐵芯夾件多點(diǎn)接地故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要我們?nèi)粘１O(jiān)督，在故障未擴(kuò)大時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。通過(guò)診斷問(wèn)題的出處，將故障的特征進(jìn)行具體分析，提出有效的解決方案，在可行的范圍內(nèi)將損失控制在最低的狀態(tài)下，避免事故擴(kuò)大，確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 張庚.變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障及其診斷.太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010年11期.

[2] 吳增偉，賈鵬.變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障的分析、診斷與處理[J] .實(shí)驗(yàn)室科學(xué)報(bào)，2009年04期.

[3] 黎煒.主變鐵芯多點(diǎn)接地故障分析及處理[J].電力安全技術(shù)報(bào)，2003年03期.