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談談變壓器鐵芯多點接地的故障診斷及處理方法

談談變壓器鐵芯多點接地的故障診斷及處理方法

變壓器鐵芯多點接地，是變壓器較常見故障之一，據內蒙古電力公司2001年統計，鐵芯接地故障占變壓器故障42%的比例，這類故障輕者造成鐵芯局部過熱，重者造成鐵芯局部燒損。由于發生多點接地時故障點的位置不同，對查找和處理都有一定的難度。
1危害和原因
1.1鐵芯多點接地故障的危害
變壓器正常運行時，試驗變壓器是不允許鐵芯多點接地的。因為變壓器正常運行中，繞組周圍存在著交變的磁場，由于電磁感應的作用，高壓繞組與低壓繞組之間，低壓繞組與鐵芯之間，鐵芯與外殼之間都存在著寄生電容，帶電繞組將通過寄生電容的耦合作用，使鐵芯對地產生懸浮點位。由于鐵芯及其他金屬構件與繞組的距離不相等，使各構件之間存在著電位差，當兩點之間的電位差達到能夠擊穿其間的絕緣時，便產生火花放電。這種放電是斷續的，長期下去對變壓器油和固體絕緣都有**影響，試驗變壓器為了消除這種現象，把鐵芯與外殼可靠地連接起來，使它與外殼等電位，但當鐵芯或其他金屬構件有兩點或多點接地時，接地點就會形成閉合回路，造成環流，引起局部過熱，導致油分解，絕緣性能下降，嚴重時，會使鐵芯硅鋼片燒壞，造成主變重大事故。
1.2 鐵芯接地故障原因
1）安裝時疏忽使鐵芯碰殼，碰夾件。
2）穿芯螺栓鋼座套過長與硅鋼片短接。
3）鐵芯絕緣受潮或損壞，導致鐵芯高阻多點接地。
4）潛油泵軸承磨損，試驗變壓器產生金屬粉末，形成橋路，造成箱底與鐵軛多點接地。
5）接地片因加工工藝和設計**造成短路。
6）由于附件引起的多點接地。
7）由遺落在主變內的金屬異物和鐵芯工藝**產生的毛刺、鐵銹與焊渣等因素引起接地。
2處理方法2.1 對于鐵芯有外引接地線時，可在鐵芯接地回路上串接電阻，以限制鐵芯接地電流，此方法只能作為應急措施采用。
2.2 對于金屬異物造成的鐵芯接地故障，進行吊罩檢查，可以發現問題。
2.3試驗變壓器對于由鐵芯毛刺、金屬粉末堆積引起的接地故障，用以下方法處理效果較明顯。
1）電容放電沖擊法。
2）交流電弧法。
3）試驗變壓器大電流沖擊法，即采用電焊機。
3 鐵芯多點接地故障判斷及處理現以豐鎮電廠#1主變為例介紹如何分析、判斷和處理鐵芯多點接地故障。
3.1豐鎮電廠#1主變壓器是保定變壓器廠生產，型號為SFP-240000/220，在1993年1月底投入使用，4月發現主變鐵芯多點接地。當時實測的環流為7.5A，萬用表實測鐵芯對地絕緣5kΩ，色譜分析未發現總烴超標。根據數據分析＃1主變鐵芯接地故障不很嚴重，決定采取臨時措施，在鐵芯工作接地串接一電阻將環流限制在100mA以下，同時定期對環流和串聯電阻電壓進行測量，加強絕緣油的色譜分析。變壓器工作接地串聯一300Ω電阻后，實際測量環流為37.5mA，鐵芯對地電壓12V，色譜分析正常，之后一直跟蹤監視故障點的產氣率。
3.2 油色譜跟蹤試驗分析油色譜跟蹤的數據如表所示（單位：ppm ）
從1993年5月到1995年5月，總烴含??(100～150ppm)數據偏高說明變壓器內部有過熱點，但從總烴量上看，過熱點還不能說十分嚴重。
3.3 從多次測量鐵芯電壓來看，鐵芯電壓維持幾伏，未有大的變動，說明鐵芯多點接地是穩定的。
3.4 主變吊芯檢查96年6月8日由保定變壓器廠、內蒙電科院、豐鎮發電廠共同對＃１主變進行吊芯檢查，在吊起C相線圈后（線圈綁帶存在問題），用2500V搖表測量鐵芯絕緣電阻時，發現B相低壓側下夾件磁屏蔽處有放電聲，即為鐵芯接地點，如拆B相下夾件磁屏蔽必須吊出B相線圈，但是根據磁屏蔽的安裝結構特點，認為是金屬發絲類物體造成鐵芯多點接地故障。
3.5 消除故障方法通過以上綜合分析，造成鐵芯多點接地，可能是由于鐵芯毛刺、焊渣或懸浮物引起的接地故障。如果利用電焊進行大電流沖擊法，現場操作不方便，點焊時間不好掌握，易造成鐵芯絕緣受損。通過比較決定用電容放電法進行處理，電容器瞬間放電產生的巨大電流將熔化或燒斷殘留雜物，或者電容器瞬間大沖擊電流產生的電動力使殘留雜物移開原來位置。
UC ---電容電壓
C-----電容50Μf
K-----開關
利用開關K合到1側給電容充電，試驗變壓器先充500V，充好后將開關迅速切換到2側放電，這樣多次觀察鐵芯放電或發熱點，未發現問題再充1000V電壓放電，*高允許充到3000V電壓，幾次放電后，鐵芯接地現象消除了，測鐵芯對地絕緣為2500MΩ，滿足大于200MΩ的要求，測量線圈絕緣電阻、介損及漏泄電流與預試時基本相同。經過幾年的鐵芯接地電流監測和預試，均無異常，說明這種處理方法取得了預期效果。由此可見，即使不吊罩也可以采用電容放電沖擊法將懸浮物燒掉，有時也會將不穩定金屬沖掉，這種方法簡單快捷。當然有吊罩機會，結合濾油，采用電容放電沖擊法查找并處理鐵芯多點接地是非常理想的。
4 防范措施一般在制造時認真清理內部**的雜質，油質干凈，新變壓器安裝時，現場應吊罩檢查鐵芯夾件，同時認真清理油箱，積極開展運行變壓器的定期工作，發現鐵芯多點接地要及時消除。
5 文章結論
1）發現鐵芯多點接地故障時，可采用氣相色譜法和監視接地電流來跟蹤監測。
2）可以通過直流法和交流法來判斷鐵芯故障點。
3）由鐵芯毛刺或浮物引起的接地故障可采用電容放電的方法，但要注意電壓大小試驗變壓器，此方法不需要對變壓器進行吊罩，可減少停電時間，提高供電可靠性。
4）在變壓器安裝和大修時，試驗變壓器要注意對變壓器內部的清理工作，特別對鐵芯槽和各間隙處要用油或氮氣來沖吹清理。

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