变压器铁芯多点接地故障试验及处理方法

任晓丹

摘要：变压器的绕组和铁芯是传输和转换电磁能量的主要元件，变压器是否正常运行是现今焦点问题。由于铁芯多点接地造成的变压器铁芯故障频繁发生，本文结合现场经验，介绍变压器铁芯多点接地故障的试验和处理方法。

关键词：变压器 铁芯 多点接地故障 试验 处理方法

0 引言

电力变压器运行时，变压器绕组四周有电场分布，一些金属构件（如铁芯）处于电场中。铁芯接地异常会放电，损坏绝缘。因此，在电力变压器运行过程中，必须保证铁芯接地状况稳定。假设铁芯处的接地点超过1个，则接地引线上就会因为接地点形成的闭合回路而有环流，造成铁芯局部短路过热，使铁芯局部烧损；并且，铁芯正常接地引线上出现环流，会造成变压器局部过热，继而引起放电故障。鉴于此，精确诊断变压器铁芯多点接地故障并采取有效处理方法，有利于系统的安全稳定运行。

1 铁芯多点接地产生原因

变压器运行时，导致铁芯多点接地故障的因素包含以下几点：①在变压器的制造或小修、大修过时，如果变压器油箱内遗留了某些物质，如钢丝绳的断股或微小金属丝等，在运行时，悬浮物受电磁场影响形成导电小桥，使得铁芯和油箱短接。②主变油箱中进入潜油泵轴承磨损所产生的金属粉末，导致铁芯与油箱发生短路连接。③在制造过程中，由于变压器油箱和散热器焊渣清理不彻底，在变压器运行时，杂质会在油流作用下堆积在一起，短接铁芯与油箱。④铁芯内的绝缘油道之间或铁芯与夹件之间可能因为铁芯上附着的金属杂物而发生短接。⑤铁芯对地绝缘因为变压器进水致使铁芯底部绝缘垫受潮而下降。⑥夹件与硅钢片因为垫脚与铁轭间的绝缘板磨损脱落而相碰。⑦夹件长度过长或铁心定位装置不稳固，在变压器受冲击产生位移时，夹件与油箱壁相接触等。

2 铁芯多点接地测试

2.1 运行中的检测方法 在变压器运行过程中，借助钳形电流表对铁芯外接地线中的电流施测，可诊断铁芯有无多点接地故障。测得电流一般不允许超过100mA。如果所测电流超过1A，则可认为铁芯存在多点接地故障，通过分别测量变压器的铁芯和上夹件接地线中的电流，能够大致判断故障部位。

2.2 停电后的检测方法 停电后未吊罩时，使用兆欧表对一点接地时铁芯、夹件的绝缘电阻施测，以此诊断有无多点接地故障。

2.3 气相色谱分析 检测变压器铁芯接地的另一个最有效的方法是对变压器油中含气量进行气相色谱分析。变压器若存在铁芯接地故障，其油色谱分析数据中总烃含量超过《变压器油中溶解气体和判断导则GB/T7252-1987》规定的注意值，其中C2H2或者C2H4含量低或没有。发生动态接地故障时，乙烯或者乙炔超过注意值。为准确判断铁芯多点接地故障，可将气相色谱分析法与前两种方法结合使用。

3 铁芯接地处理方法

3.1 不吊芯临时串接限流电阻 处于工作状态的变压器出现铁芯多点接地故障后，应立即停机整修。若因运行需要无法停机检修，可将电阻串接于外引铁芯接地回路上对铁芯接地回路环流加以限制，防止事故扩大化。对于所串接电阻，为避免铁芯处电位升高，应串接低阻值电阻。为确保环流始终小于0.1A，所选电阻阻值不宜过小。测量铁芯接地回路的环流和开路电压，计算应串电阻阻值。

3.2 吊芯检查 ①为缩小故障查找范围，将各夹件或穿心螺杆对铁芯的绝缘进行分步测量。②铁芯、绝缘垫片处的油泥、铁锈等污物必须清理干净。查看槽部、间隙等关键节点有无金属废料；间隙中的杂物可以用油冲洗，也可用氮气吹净。③敲击振动夹件，用摇表监测，检验其绝缘状态，并排除动态接地点故障。

3.3 放电冲击法 由于变压器装配不同，且在运行时不宜长时间暴露，因此现场查找接地点不太容易。铁锈焊渣悬浮、油泥沉积造成的多点接地故障几乎无从下手。鉴于此，在变压器运行现场可使用放电冲击法来锁定接地点。无论现场有无吊芯，均可参考现场运行条件、变压器接地形式及接地程度进行排障。

放电冲击法在实际应用过程中，又有电容直流电压法与电焊机交流电流法之分。其中，前者现场取材困难，安全操作性能低，除特定情况以外不建议广泛采用。电焊机交流电流法是针对金属性接地故障而研发，其电流难于掌控，并且现场发生故障几率极少。结合现场经验和检修案例，尽量采用安全系数高且便于操作的方法，即利用升压变压器进行放电冲击。因为铁芯对地绝缘垫片很薄，现场应用时二次电压不能超过2500V。

4 结论

变压器在制造过程中，内部残留的杂质通常会被清理干净，且油质较好。装配新变压器时，须在现场吊罩检验金属构件，油箱也要彻底清理。在运行阶段，运维人员应实时关注变压器运行状况，以便及时发现并处理铁芯多点接地故障。①锁定铁芯多点接地故障后，通过气相色谱法和监视接地电流进行跟踪监测。②采用直流法、交流法进行铁芯故障点诊断。③由铁芯毛刺或浮物引起的接地故障可采用电容放电的方法，但要注意电压大小，此方法不需要对变压器进行吊罩，可减少停电时间，提高供电可靠性。④在变压器安装和大修时，要注意对变压器内部的清理工作，特别对铁芯槽和各间隙处要用油或氮气来冲吹清理。

参考文献：

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[2]朱绍群.变压器铁芯多点接地故障及处理方法[J].电力安全技术，2010（08）.

[3]武永伟.110kV变压器铁芯多点接地故障的处理[J].安全生产，2011（05）.