变压器铁芯多点接地故障问题的分析与维修处理

黄伟均

摘 要：在电力系统中，变压器极为重要，它是保证电力系统稳定运行的重要设备之一。在电力系统运行的过程中，受多种因素的影响，变压器经常会发生故障，其中，多点接地故障较为常见。简要分析了电压器铁芯多点接地故障中的常见表现和问题出现的原因，基于此，总结了相应的维修处理措施，以期为日后的相关工作提供参考。

关键词：电力系统；变压器；多点接地故障；電压器铁芯

中图分类号：TM407 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.154

电力变压器是电力网中主要的静态电力设备之一，它是由铁芯、绕组和箱体等组成的，这些结构相互配合、相互作用。如果变压器的安装、维护等工作存在操作不规范、不严谨的情况，就可能导致绝缘体、接地套管等部位的变压器铁芯出现多点接地的问题。因此，在维护和管理电力变压器的过程中，要注重对铁芯多点接地故障的分析和处理，及时解决铁芯多点接地故障，从而为变压器的稳定运行提供保障。

1 改善变压器铁芯多点接地故障

1.1 故障出现的主要位置

变压器铁芯多点接地故障多出现在以下几个位置：①铁芯夹件，变压器中的夹片、夹具是故障易发的部位。这主要是因为没有完整地把接地铜片连接到夹具或者夹片上，导致夹具到变压铁芯之间的距离过短，出现放电现象。②铁芯绝缘体。一般情况下，变压器中的绝缘体会受雨水的影响，在安装和运维的过程中，很容易忽视对雨水、渗水等情况的预防、处理，导致绝缘体出现膨胀或解潮的现象，使绝缘体出现搭接的情况，进而引发铁芯多点接地故障。③硅钢片。在温度、外力的影响下，硅钢片可能会变形。在制造硅钢片的过程中，如果没有进行严箍和对齐操作，就会使硅钢片弯曲，进而出现多点接地故障。④接地套管。在变压器中，接地套管有重要的作用。而在温度或外力的影响下，接地套管可能会出现变形、开裂等现象，变压器中存在杂物，使铁芯多点接地有搭接，从而引发多点接地故障。

1.2 常见故障类型及其成因

总的来说，变压器多点接地故障主要有以下几种：①安装变压器时有疏忽，铁芯触碰到了壳或夹件；②穿芯螺栓钢座套的长度过长，使硅钢片发生短接；③铁芯绝缘体受到损伤时，铁芯会出现高阻多点接地故障；④潜硅轴承被磨损时，会产生金属粉末，形成桥路，导致箱底和铁轭出现多点接地故障。

导致铁芯出现故障的原因主要有3个：①加工接地片时，加工工艺和设计不够规范，导致短路情况的出现；②变压器中的其他附件也可能引发多点接地故障；③安装变压器时，稍有疏忽，就会导致主变中出现金属异物，出现由铁芯带来的毛刺，进而出现铁锈、焊渣等，引发接地故障。

2 故障检测和处理方法

2.1 检测方法

2.1.1 分析应用试验数据

2.1.1.1 应用色谱数据分析方法

通过分析油中溶解的气体色谱对数据，在没有停电的情况下，对变压器中的油色谱进行试验和跟踪，判断变压器中是否有铁芯多点接地故障出现。一般情况下，如果变压器中存在铁芯多点接地故障，则色谱分析结果如下：①烃的总含量超出国家规定的1.50×10-4注意值；②总烃产气的速率在国家规定的注意值，乙烯呈急剧增长的趋势；③应用三比法可知体征气体编码为0，2，2；④估算故障点的温度在700～1 000 ℃之间。

当色谱分析出现以上几种特征时，并证实不存在分解开关接触不良、油泵故障等情况，则可判定为变压器发生了铁芯多点接地故障。

2.1.1.2 分析电气测量数据的方法

这种方法有环流测量法和测量绝缘电阻2种。当变压器运行时，可应用钳型电流表测量接地套管接地引下线处的电流，如果正常，则该处电流的数值较小。如果存在多点接地故障，则此处环流数值可达到A级，严重情况时可达数百安培。

对于测量绝缘体电阻这种方法，需要设备停止运行，断开铁芯，引出接地线，再应用2 500 V的兆欧表测量铁芯接地套管处的绝缘电阻。测量后，需将数据与历年数据、零电阻进行比较，如果发现此处电阻值比较低，则变压器可能存在铁芯多点接地故障。出现这种情况时，应该准确测量绕组中的直流电阻。如果得到的数据符合相对标准，且数值处于偏小的状态，有一定变化规律，则可明确电气回路中没有故障，从而进一步确定变压器铁芯多点接地故障。

2.1.2 分析设备的运行状况

这种方法需要在故障已经出现时使用，具体应用时，可从以下2个方面入手：①从变压器的运行时间、具体负荷情况、故障出现的情况、外力作用等方面入手分析；②参考变压器的运行记录、实验数据，确定故障的具体类型。一般情况下，如果变压器不运行的状况持续较长时间，变压器铁芯电阻突然降低，色谱分析显示正常，则属于不稳定性故障，可能是由油泥沉淀引起的。

2.2 故障处理方法

2.2.1 应急方法

这种处理方法主要被应用于不稳定接地故障的处理中，具体流程是：把开关安装在铁芯没有故障的接地点处。此时，铁芯接地引出线未连接，采用兆欧表实施充电电容。随后将开关放置到放电回路中，对故障点实施放电，并测量铁芯绝缘处的电阻，确定故障的排除效果。

2.2.2 彻底排除措施

在具体工作中，要想彻底排除故障，要从以下3方面入手：①检查变压器的外观，查看铁芯与夹具之间有无碰撞的情况，硅钢片有无弯曲，铁芯柱与拉板之间是否有异物。②打开铁芯与夹件处的连接片，应用6 V直流电从硅钢片通过，测量硅钢片处的电压。如果电力数值是0，或者指针指向反方向，则可确定此处是故障点。③将电压接入变压器低压绕组中，使铁芯处有磁通产生，随后测量该处电流，确定此处是否为故障点。④铁芯接地点处于断开状态时，向铁芯加压，确定故障点。

3 案例分析

2016-07，某电力试验人员带电测量某一变压铁芯电流，发现铁芯接地电流是3.12 A，且变压器的温度升高。随后，测试此变压器的铁芯绝缘体，发现电阻是3.6 MΩ，怀疑此变压器存在多点接地故障。随后，进行绝缘油色谱实验，结果如表1所示。经分析，此变压器存在铁芯多点接地故障，这是向变压器注油时，夹件、铁芯处被冲击所致。

针对这一故障，应用图1所示原理和路线处理，即将铁芯接地与接地网的连线打开后，使用35 uF、交流是1.68 kV的电容器，2 500 V的兆欧表充电，达到2 000 V以上后，立即将欧兆表断开，并迅速将铁芯接地的引出端连接到变压器中。这时，听到清脆的放电声，则表明放电冲击完成。随后测量铁芯处的

绝缘电阻，发现其为30 000 MΩ，则表明故障已成功消除。

4 结束语

在变压器运行的过程中，不能出现铁芯多点接地，否则可导致放电脉冲出现，也可导致不稳定型的短路接地出现，从而出现变压器内部局部过热、轻瓦斯动作等情况，难以保证变压器的稳定运行。因此，在对变压器进行运维的过程中，要注重铁芯多点接地这一故障的处理，使变压器能够稳定运行，从而保证整个电力系统运行的稳定性。

参考文献

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[2]刘德祥，白秋杰，段明慧，等.浅谈电力变压器铁芯多点接地过热危害分析与处理方法[J].科技与企业，2015（5）：232-233.

〔编辑：白洁〕