浅谈主变铁芯接地故障的分析处理
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【摘 要】电力变压器是电力系统中的主设备，它是否正常运行直接影响系统的安全运行。变压器铁芯多点接地是一种常见故障，但接地点的查找和处理在实际运行中却十分困难，因此，怎样准确、及时地诊断与处理变压器铁芯多点接地故障，对保证变压器的安全运行具有重要意义。
1.前言
目前，我国制造的大中型变压器的铁芯都经一只套管引至油箱体外部接地。电力变压器在正常运行时，绕组周围存在电场，而铁芯和夹件等金属构件处于该电场之中。若铁芯未可靠接地，则产生充放电现象，损坏绝缘。因此，铁芯必须有一点可靠接地。如果铁芯由于某种原因出现另一个接地点，形成闭合回路，则正常接地的引线上就会有环流，一方面造成铁芯局部短路过热，严重时，铁芯局部烧损；另一方面，由于铁芯的正常接地线产生环流，造成变压器局部过热，也可能产生放电性故障。因此加强对主变铁芯电流的监测能及时发现主变的异常情况，对保证电网的安全稳定运行意义重大。以下主要介绍主变铁芯多点故障的原因分析和处理的方法。
2.运行中常见变压器铁芯多点接地故障的类型及原因
（1）变压器装配及施工中不慎遗落金属异物， 如焊条头、铁屑、钢丝、锯条等。
（2）下夹件木垫块受潮或表面附有大量的油泥促使其绝缘电阻降低或为零。
（3）铁芯下夹件垫脚的钢托板上的纸板脱落、破损或者箱底沉积油泥及水分。
（4）铁芯夹件两端方铁距心柱太近， 硅钢片翘起触及夹件方铁。
（5）穿心螺杆的衬套过长， 与铁轭硅钢片相碰。
（6）潜油泵轴承磨损， 金属粉末进入油箱中使下铁轭与垫脚或箱底接通造成多点接地。
3.铁芯多点接地故障的分析
3.1测量铁芯绝缘电阻
如绝缘电阻为零或很低，则表明可能存在铁芯接地故障。
3.2监视接地线中环流
对铁芯或夹件通过小套管造成接地的变压器，应监视接地线中是否有环流，如有，则应使变压器停运，测量铁芯的绝缘电阻。
3.3测量铁芯环流是否正常
当变压器运行时， 用钳型电流表测量地线上电流， 一般正常时铁芯的环流为“mA”级， 当变压器发生铁芯多点接地故障时， 环流上升到“A”级.
3.4气相色谱分析
对油中含气量进行气相色谱分析，也是发现变压器铁芯接地最有效的方法。出现铁芯接地故障的变压器，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”（GB7252―87）规定的注意值（150μL/L），其中乙烯（C2H4）、甲烷（C2H2）含量低或没有，即未达到规定注意值人若乙炔也超过注意值（5μL/L），则可能是动态接地故障。气相色谱分析法可与前两种方法综合使用，以判定铁芯是否多点接地。
4.现场铁芯多点接地故障的处理方法
4.1不吊芯临时串接限流电阻
发现变压器铁芯多点接地故障后，需停电进行吊芯检查和处理。对于系统暂不允许停电检查的，可采用在外引铁芯接地回路上申接电阻的临时应急措施，以限制环流增加，防止故障进一步恶化。在串接电阻前，应分别测量铁芯接地回路的环流和开路电压，然后计算应串电阻阻值。所串电阻不宜太大，以保护铁芯基本处于地电位；也不宜太小，以将环流限制在0.1A以下。同时还需注意所串电阻的热容量，以防烧坏电阻造成铁芯开路。
4.2吊芯检查
（1）分部测量各夹件或穿心螺杆对铁芯（两分半式铁芯可将中间连片打开）的绝缘以逐步缩小故障查找范围。
（2）检查各间隙、槽部重点部位有无金属夹杂物。
（3）清除铁芯或绝缘垫片上的铁锈或油泥，对铁芯底部看不到的地方用铁丝清理。
（4）对各间隙用油冲洗或氮气冲吹清理。
（5）用榔头敲击振动夹件，同时用摇表监测，看绝缘是否发生变化，查找并消除动态接地点。
4.3放电冲击法
由于变压器本体在空气中暴露时间不宜太长，以及变压器装配形式的制约，现场很多情况下无法找到确切接地点，特别是由于铁锈焊渣悬浮、油泥沉积造成的多点接地，更是难于查找。此类故障可采用放电冲击法，这种方法要视现场具体情况、接地方式和接地程度，在吊芯或不吊芯状态下均可进行。
5.现场铁芯接地异常处理的实例
500kV砚都变电站#2主变投产后，运行人员在定期对主变铁芯及夹件接地电流测量的工作中发现#2主变B相铁芯及夹件接地电流超过200mA（该接地电流表的量程为200mA，A、C相夹件接地电流小于20mA，铁芯接地电流小于70mA）。#2主变停电转检修后，修试人员对#2主变铁芯及夹件接地电流偏大情况进行处理。在检查时发现，#2主变B相铁芯对夹件放电，在对铁芯与夹件施加2500V直流电压时发现高压侧夹件上部左边第三根内钜拉杆座与铁芯放电，经检查发现该位置末级钜上有一根轭片边丝对夹件产生放电。
故障处理过程：先将上部夹件压脚上的“U”形屏蔽环松掉，然后用铁丝伸入夹件与铁芯之间将轭片上的边丝毛刺打磨掉，最后恢复“U”形屏蔽环。处理后主变铁芯及夹件电流复测正常。
6.加强监测变压器铁芯接地故障的建议
（1）运行中的变压器最好能在铁芯接地线上装设电流表，便于及时发现故障。特别是在放电冲击法消除接地现象后，更要加强监视，防止再次形成故障。
（2）当出现铁芯多点接地故障时，要在综合测定和全面分析检查后，视具体情况选择处理方案，切不可盲目进行放电冲击或电焊烧除，以免造成绝缘损坏，故障扩大。
（3）每次吊芯大修时，一定要清洁油箱底部的油泥铁锈等杂物，并用油进行一次全面冲洗。
（4）加强潜油泵及冷却器的检修，防止由于轴承磨损或金属剥落，造成变压器铁芯多点接地故障。
7.结束语
电力变压器作为电力系统的主设备，它的运行状况直接影响着电力系统的安全稳定运行，而及时监测变压器铁芯电流是否异常，及时处理变压器铁芯接地故障是有效保障电网安全运行的一项重要的内容。因此，在运行中逐步积累铁芯接地故障的查找及处理方法，供运行、安装和制造部门参考和借鉴，促进现场异常现象的分析及处理有着长远的意义，从而保证电力变压器安全、平稳、连续运行，促进电网的安全、经济供电。
参考文献：
[1]电力变压器运行规程 DL/T 572-95.
[2]屈国民.变压器铁芯多点接地故障的检测与处理，《赤峰学院学报》（自然科学版），2007.12（6）.
[3]董其国.电力变压器故障与诊断〔M〕北京：中国电力出版社，2001.
[4]吴亮.发电厂及变电站电气设备〔M〕，北京：中国水利水电出版社，2004.
作者简介：
游展飞（1984-），男，毕业于华南理工大学电气工程及其自动化专业，目前从事变电站的运行管理工作，研究方向：变电设备的运行维护。