淺析變壓器鐵芯接地故障檢測(cè)與處理

　　及早的發(fā)現(xiàn)故障、準(zhǔn)確的檢測(cè)故障點(diǎn)和正確的排除故障對(duì)電力檢修是及其重要的，以下是小編為大家整理的淺析變壓器鐵芯接地故障檢測(cè)與處理相關(guān)內(nèi)容，僅供參考，希望能夠幫助大家。

　　鐵芯故障接地的類型

　　變壓器鐵芯故障接地類型可概括為兩類：

　　(1)在制造安裝檢修過(guò)程中造成的故障接地。具體情況有：鐵芯硅鋼片曲翹或有毛刺，扎破絕緣板接觸夾件；溫度計(jì)座套過(guò)長(zhǎng)，和夾件、鐵軛或鐵芯柱相碰；鋼壓板通過(guò)上夾件碰鐵芯；遺漏金屬物使鐵芯和油箱連通；安裝完畢后未將油箱頂蓋上運(yùn)輸用的定位釘處理，導(dǎo)致鐵芯碰殼等等。

　　(2)在使用過(guò)程中造成的故障接地。具體情況有：變壓器油中的雜質(zhì)、油泥、纖維等具有導(dǎo)電性質(zhì)的懸浮物，在電場(chǎng)作用下附著在鐵芯下部的絕緣硬紙板上，形成使鐵芯和油箱連通的導(dǎo)電“小橋”；潛油泵軸承磨損，金屬粉末進(jìn)入油中沉淀在底部，使鐵芯和油箱底接通；線圈鋼壓板與上夾件心壓螺釘之間的絕緣損壞；鋼墊腳與鐵芯之間的絕緣受潮；鐵芯與夾件的絕緣受潮；穿心螺桿絕緣套損壞；受變壓器近端短路或振動(dòng)的影響，鐵芯上夾件受力向上頂，下夾件受力向下壓，使穿心螺桿鋼座與鐵芯末級(jí)短路等等。

　　鐵芯故障接地的判斷

　　1、主要特征

　　鐵芯故障接地的主要特征有：

　　變壓器鐵芯在非正常接地點(diǎn)接地時(shí)，接地點(diǎn)間會(huì)形成閉合回路，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)形成環(huán)路，產(chǎn)生鐵芯局部過(guò)熱；當(dāng)多點(diǎn)接地嚴(yán)重時(shí)，又較長(zhǎng)時(shí)間未處理，變壓器連續(xù)運(yùn)行將導(dǎo)致油及繞組也過(guò)熱，使油紙絕緣逐漸老化，引起鐵芯疊片兩片絕緣層老化而脫落，將引起更大的鐵芯過(guò)熱，甚至燒毀；較長(zhǎng)時(shí)間多點(diǎn)接地，使油浸變壓器油劣化而產(chǎn)生可燃性氣體，使氣體繼電器動(dòng)作；因鐵芯過(guò)熱使器身中木質(zhì)墊塊及夾件碳化；

　　用搖表測(cè)量鐵芯絕緣電阻，明顯降低；接地線上的電流明顯增大；嚴(yán)重的多點(diǎn)接地，會(huì)使接地線燒斷，使變壓器失去正常點(diǎn)接地，后果不堪設(shè)想；變壓器油因溫升而分解，總烴超標(biāo)。多點(diǎn)接地也會(huì)引起放電現(xiàn)象；

　　2、判斷方法

　　根據(jù)鐵芯故障接地的特征，相應(yīng)的有以下判斷方法。

　　(1)測(cè)量鐵芯的絕緣電阻。斷開(kāi)鐵芯正常接地點(diǎn)，用兆歐搖表測(cè)量鐵芯對(duì)地絕緣。如果我們測(cè)得鐵芯的絕緣電阻值很小，甚至為零，則鐵芯可能存在故障接地。

　　(2)測(cè)量接地線上的電流。目前大中型變壓器一般是鐘罩式結(jié)構(gòu)，變壓器鐵芯通過(guò)小套管與外殼上的一條扁鐵連接，再通過(guò)箱體的接地線接地。我們可用鉗型電流表測(cè)量接地線上的電流，如果不方便測(cè)量時(shí)，可用50mm2的銅芯塑料線將小套管與箱底的接地網(wǎng)連接在一起，再測(cè)量銅芯塑料線中的電流。正常時(shí)無(wú)電流回路，電流為零；鐵芯故障接地后，在地線上有環(huán)流產(chǎn)生，如果電流大于1A，鐵芯可能有明顯的故障接地。

　　由于變壓器周圍存在較強(qiáng)的漏磁通，影響電流測(cè)量的準(zhǔn)確性。建議測(cè)量時(shí)先將鉗型表緊貼地線外部測(cè)得第1次數(shù)據(jù)(為干擾電流)，然后把地線鉗入測(cè)得第2次數(shù)據(jù)，把后者減去前者就可得到較為準(zhǔn)確的地線電流。

　　(3)測(cè)量空載電流與空載損耗。對(duì)變壓器進(jìn)行空載試驗(yàn)，正常時(shí)其試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)與出廠值沒(méi)有太大的變化。如果鐵芯故障接地，其空載電流與空載損耗都較出廠值明顯增大。

　　(4)進(jìn)行氣相色譜分析。用氣相色譜分析法分析變壓器油中的氣體成份，并根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7252-1987與GB/T7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》，由總烴量及三比值編碼判斷故障性質(zhì)。

　　如果我們把以上幾種方法結(jié)合起來(lái)共同判斷鐵芯是否故障接地，效果會(huì)更好。

　　3、應(yīng)用舉例

　　我地一臺(tái)SZ9-Z-31500/110型主變，用戶反映去年下半年瓦斯繼電器多次動(dòng)作，后被迫停運(yùn)。在運(yùn)行時(shí)測(cè)得接地線上的電流為0.9A；兆歐表測(cè)得鐵芯的絕緣電阻為0.369MΩ，A相空載電流為額定電流的4.5%，大于出廠值的1.8%，空載損耗也接近出廠值的3倍。后經(jīng)氣相色譜分析，主變壓器油中氣體成份如表1所示。

　　鐵芯故障接地的排除

　　在確定鐵芯故障接地之后，就可采取以下方面的措施予以排除。

　　1、主變壓器可以停運(yùn)的鐵芯接地故障排除

　　當(dāng)主變壓器可以停運(yùn)檢修時(shí)，可以從以下幾點(diǎn)對(duì)鐵芯接地故障進(jìn)行排除：

　　(1)對(duì)于制造安裝檢修過(guò)程中出現(xiàn)的故障接地，找出故障點(diǎn)后針對(duì)性的做好處理就行了。如修整硅鋼片，除去毛刺，以免硅鋼片碰殼、碰夾件；縮短溫度計(jì)座套的長(zhǎng)度；縮短上夾件壓螺釘?shù)拈L(zhǎng)度，使鋼壓板不觸及螺釘；清除箱底遺漏的雜物，特別是金屬物；安裝完畢后拆除油箱頂蓋上運(yùn)輸用的定位螺釘或?qū)⑵浞�轉(zhuǎn)等等。

　　如有一臺(tái)110KV變電站的主變，用2500V搖表檢查鐵芯對(duì)地的絕緣電阻為零，初步確定為鐵芯故障接地，吊罩后使用直流法檢測(cè)鐵芯故障接地點(diǎn)，進(jìn)一步檢查是鐵芯某硅鋼片毛刺對(duì)箱底短路接地。我們采用電容放電法，通以大電流把毛刺燒掉后，故障得以排除。

　　(2)導(dǎo)電粉塵沉積箱底。首先清除沉積的臟物：可在8#鐵絲上均勻半疊式的纏上干凈的白布帶，并把它穿過(guò)鐵芯與箱底之間的空隙，由兩人在鐵芯底部來(lái)回拉動(dòng)，把底部所有臟物清出；另外，對(duì)于鐵芯下部及絕緣墊上的鐵銹油泥也要清除干凈；最后用油徑板式濾油機(jī)把臟物殘?jiān)�吸濾掉。然后測(cè)取鐵芯對(duì)地的絕緣電阻，如果阻值>1000 MΩ則滿足要求了。

　　(3)夾件內(nèi)側(cè)與鐵芯的絕緣表面上有沉積物形成接地。此時(shí)可采用放電沖擊法排除故障。如一臺(tái)SFZ9-10000/66型主變，出現(xiàn)上述故障后鐵芯絕緣電阻僅為1MΩ，我們利用高壓電氣試驗(yàn)用的升壓變壓器T2對(duì)鐵芯進(jìn)行沖擊放電，接線圖如圖2(a)所示。操作時(shí)把調(diào)壓器T2的輸出電壓慢慢升高，當(dāng)電壓接近1000V時(shí)，聽(tīng)見(jiàn)線圈內(nèi)“砰”的一聲響，這時(shí)打開(kāi)開(kāi)關(guān)K，測(cè)得鐵芯絕緣電阻為10MΩ。接著繼續(xù)升高電壓，當(dāng)上升到1600V時(shí)，線圈內(nèi)又是“砰”的一聲響，同上再測(cè)絕緣電阻為600MΩ。再又繼續(xù)升壓到2100V時(shí)，隨著線圈內(nèi)“砰”的一聲響，鐵芯的絕緣電阻測(cè)得為1500MΩ，消除了接地故障。[3]另外也可采用電容放電沖擊排除接地故障，如圖2(b)所示。先把開(kāi)關(guān)K合“1”端，對(duì)電容器C充電，待電容器充滿電后，把K合“2”端，對(duì)鐵芯故障放電。反復(fù)幾次，便可消除故障。圖中電容C取10μF、4KV。注意無(wú)論采用哪種方法放電，操作時(shí)最高輸出電壓不超過(guò)2500V。

　　(4)絕緣件受潮。在條件允許的情況下(如專門(mén)制造修理廠)，可直接更換掉受潮的絕緣件。在現(xiàn)場(chǎng)不具備更換條件時(shí)，可采取對(duì)受潮部位進(jìn)行去潮處理的方法。

　　腳絕緣紙板及木塊受潮引起鐵芯絕緣電阻<1000MΩ。在不方便更換的情況下，我們?cè)谙鹿?jié)油箱里加入變壓器油，使油高出箱底100mm左右。再在箱底下面中間部位的地方(要求不對(duì)準(zhǔn)墊腳鐵)放一個(gè)20KW的電爐，電爐絲距箱底約100mm，進(jìn)行加熱。接著用壓力式濾油機(jī)或真空濾油機(jī)對(duì)變壓器脫水，整個(gè)處理過(guò)程40～50h。后測(cè)鐵芯絕緣電阻為3000MΩ，符合要求。應(yīng)注意在加熱過(guò)程中要視情況調(diào)整電爐距箱底的距離，太近會(huì)烤壞墊腳絕緣紙板和木塊，太遠(yuǎn)加熱的效果差。

　　(5)絕緣件受損。一般需要更換受損的絕緣件，更換后要求鐵芯對(duì)地的絕緣電阻大于1000MΩ。如一臺(tái)2000KVA的變壓器，吊芯檢查發(fā)現(xiàn)A、B兩相之間的穿心螺桿對(duì)鐵芯的絕緣電阻僅為8MΩ，是低壓側(cè)的鋼座與鐵芯末級(jí)的絕緣紙板損壞。我們先取出該穿心螺桿的鋼座，在螺桿故障端墊上絕緣紙板，加上鋼墊圈，上好螺母，測(cè)得該螺桿與鐵芯的絕緣電阻為2000MΩ，消除了故障。

　　2、主變壓器不能停電的應(yīng)急處理

　　發(fā)現(xiàn)鐵芯存在故障接地后，而系統(tǒng)運(yùn)行方式又暫不允許長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，此時(shí)可在變壓器鐵芯外引接地回路中串接電阻，限制鐵芯接地回路中的環(huán)流，避免油中氣體的進(jìn)一步分解，防止故障的進(jìn)一步惡化。具體的做法是：先用鉗形電流表測(cè)得外引接地線上的電流及接地線的開(kāi)路電壓，然后計(jì)算出所串接的電阻值，最后選擇恰當(dāng)容量的電阻串接回路中。實(shí)踐中我們對(duì)一臺(tái)暫不能停運(yùn)的變壓器，鐵芯故障接地后，測(cè)得接地環(huán)流28A，開(kāi)路電壓22V，則接地回路電阻為22/28=0.8Ω。要求串接電阻后的環(huán)流不超過(guò)0.2A，那么所串電阻值為22/0.2-0.8=109.2Ω，取110Ω；電阻的功率為0.22×110=4.4W，取8W，以避免燒壞電阻后鐵芯開(kāi)路。要注意限流電阻不能太大，以保證鐵芯基本處于地電位；但也不能太小，否則環(huán)流依然偏大。經(jīng)驗(yàn)表明，限流在0.1～0.3A比較恰當(dāng)。

　　長(zhǎng)期以來(lái)，我們采用上述一些方法分析判斷檢測(cè)與處理變壓器鐵芯的故障接地，收到了良好的效果。

　　鐵心多點(diǎn)接地故障

　　1.鐵心下夾件墊腳與鐵軌間的絕緣紙板脫落或破損，使墊腳鐵扼處疊片相碰造成接地

　　2.由于潛油泵軸磨損，金屬粉末進(jìn)入油箱中，淤積油箱底下，在電磁力作用下形成橋路，將下鐵轆與墊腳或箱底接通，形成多點(diǎn)接地

　　3.油箱蓋上的溫度計(jì)座套過(guò)長(zhǎng)，與上夾件或鐵扼、旁柱邊沿相碰，構(gòu)成新的接地點(diǎn)

　　4.下夾件與鐵扼階梯間的木墊塊受潮或表面不清潔，附有較多的油泥使其絕緣電阻值降為零時(shí)，構(gòu)成了多點(diǎn)接地;

　　5.油箱中落入鐵釘、焊條頭等金屬異物使鐵心疊片與箱體溝通，形成接地

　　6.變壓器安裝完后未將油箱頂蓋上用于運(yùn)輸?shù)亩ㄎ讳N翻過(guò)來(lái)或去掉，構(gòu)成多點(diǎn)接地。

　　鐵心過(guò)熱接地故障

　　1.引起變壓器鐵心過(guò)熱的故障原因有多方面：如繞組短路過(guò)載運(yùn)行、鐵心本身接地不良及異常接地、鐵心片間短路或鐵心局部短路、鐵扼螺桿接地、鐵心漏磁、鐵心局部短路、電源電壓高、鐵心冷卻油道堵塞等。除上述之外，油循環(huán)不暢或箱內(nèi)油量少、油劣化，鐵心疊片周圍毛刺大，疊鐵心片時(shí)縫隙不均等都可能引起鐵心過(guò)熱故障。

　　2.鐵心局部過(guò)熱故障部位基本上都在鐵心和夾件上。如果運(yùn)行中的變壓器出現(xiàn)鐵心過(guò)熱，特別是發(fā)生局部過(guò)熱故障將產(chǎn)生特征氣體H2、CH4、C2H2、C2H6，色譜分析發(fā)現(xiàn)油中溶解氣體組分含量超標(biāo)。

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