变压器铁芯多点接地故障诊断

包慧

一、变压器铁芯多点接地的故障原因分析

变压器铁芯多点接地故障按性质可分为两大类：不稳定接地与稳定接地。

1.具体原因

（1）不稳定接地是指接地点接地不牢，导致接地电阻变化较大。而这种情况多数是由于异物在电磁场作用下形成导电小桥造成接地故障，如变压器油泥、金属粉末等。

（2）稳定接地即死接地，是指接地点接地过于牢固，导致接地电阻无变化，这种情况多数是由于变压器内部绝缘缺陷以及厂家设计以及安装不当等原因造成的接地故障，如铁芯穿芯螺杆等各方面原因引起的绝缘破坏。

由以上两点可以看出造成铁芯多点接地的原因多在于生产工序以及现场安装及运输过程中出现问题所引起的。其中变压器生产过程中虽然可以排除多点接地的故障，但不排除个别产品出厂后，到现场测试时出现故障。根据以往经验总结铁芯多点接地主要原因有以下几点：（1）硅钢片保管不当造成多点接地，如长期受潮，使得硅钢表现出现严重腐蚀，氧化膜脱落，造成短路，引起多点接地。（2）铁芯加工工艺不得当引起多点接地故障，如毛刺超标，剪切中放置不平，夹有细小颗粒，导致叠片凹凸不平，破坏绝缘层造成片间短路，引起多点接地事故。（3）运输维护不当，变压器长期超容量运行，导致绝缘片老化以及巡视监测不及时，铁芯局部受热严重，长期造成绝缘片破坏，引起多点接地故障。

2.判断方法

（1）油中溶解气体气相色谱分析，对油中气体量进行气相色谱分析，是判定变压器铁芯多点接地故障最为有效，简便的方法。①特征气体法，变压器铁芯多点接地故障所表现的的特征气体有CH4、C2H6、C2H4、C2H2。根据统计C2H4占41.3%-68.4%；CH4占18.2%-40.6%；C2H6占4-19%；C2H2占0-3.4%，即C2H4 >CH4>C2H6>C2H2呈递减规律。由此看出C2H4为主要成分时可以判定变压器铁芯出现多点接地故障。同时乙炔超过DL/T596-1996中的注意值时，可判定接地状态为不稳定接地或动态接地。②三比值法，此方法是利用5中特征气体的3对比值来判断变压器故障性质方法。该方法中有三组编码与变压器铁芯故障有关即0、2、0，0、2、1，0、2、2.通过以往故障判定实践证明三比值法诊断变压器铁芯多点接地故障较为准确③四比值法，这种方法是利用五种气体的4对比值来判断变压器故障的方法，以铁件或油箱中出现不平衡电流来判断变压器铁芯多点接地故常，依据为：CH4/H2=1～3，C2H6/C2H4<1，C2H4/C2H6≥3，C2H2/C2H4<0.5.④计算产气率，可判断变压器有无故障以及故障发展速度，当有中溶解气体相对产气速率大于10%/月时，并且乙炔为主要成分时，则可判定变压器内部出现铁芯接地故障。

（2）电气法①测量接地电流，如果变压器铁芯是通过套管引出而接地，则可用钳形电流表测量引线中电流来判断铁芯是否存在多点接地。正常情况下，此点电流很小，如果铁芯存在故障，铁芯主磁通过周围相当于短路匝存在，匝内流过环流，其值决定与故障点与正常接地点的相对位置，即短路匝中包围磁通多少。其最大电流可达到数百安，这与变压器所带负荷情况有关。采用钳形电流表测电流时应注意消除干扰。或采用抗干扰铁芯电流测试仪进行测试，测量时不用拆接地引线，只要将专用钳钳住接地引线即可获得准确数据。②超声波探测，此类方法适用于铁芯多点接地动态情况下。

（3）停电电气测试分析法①正确测量各级绕组的直流电阻，若各组数据未超标，并且各相之间，各相与历次测试数据进行比较，如果无明显偏差，则可以排除电气回路内故障。②测量绝缘电阻，为更准确的判断铁芯多点接地，可断开接地线，使用2500V兆欧表对铁芯接地套管测量绝缘电阻，由此判断接地程度。

二、变压器铁芯多点接地的正确方式及处理方法

（一）正确方式

目前广泛应用铁芯硅钢片间放置铜片的方法接地，虽然每片之间有绝缘膜，但仍然视作整个铁芯接地，从铁芯两端可以测出其电阻值比较小，一般不超过几十欧姆，在高压电场中可视为通路，因此铁芯只需一点接地。铁芯接地方式主要有以下几种：1当上下夹件间有拉杆或拉板且不绝缘时，接地铜片连接到上夹件，再由上夹件经吊芯杆接地。2上下夹件不绝缘时，接地铜片从下夹件经地脚螺丝接地。3上下夹件间绝缘时，在上铁轭的相应位置各插一接地铜片连接夹件，由上夹件经过铁芯片至下夹件在接地。4采用接地套管时，铁芯经接地片至上夹件与接地套管连接接地。

（二）处理方法

1.对吊芯细致检查

对变压器铁芯可接地部分进行重点检查，采用吊开变压器箱壳进行检查是最常用的办法。同时为了减少变压器内部在空气中的暴露时间，一般进行如下检查（1）部分测量各夹件或穿心螺杆对铁芯的绝缘达到逐步缩小故障查找范围。（2）仔细检查各间隙、槽部重点部位是否存在螺帽，硅钢片缺失以及金属颗粒等杂物。（3）清除铁芯或绝缘垫片上的铁锈以及油泥，对铁芯底部进行清理。（4）敲击夹件，同时用摇表监测，检查是否存在动态接地点。

2.采取放电冲击措施

由于变压器内部不易在空气中暴露时间过长，以及现场情况制约一时无法找到接地点情况下，特别是由于铁锈焊渣等悬浮，油泥造成的多点接地，更是难以查找。在变压器停止运行的情况下，对于此类故障可采用放电冲击方式进行故障排除，具体方法如图一所示。将K接铁芯正常接地点，利用兆欧表对电容进行充电60s，然后将刀闸开关K导向放电回路，电容对铁芯接地故障点放电，然后测试铁芯绝缘电阻，如果电阻值恢复正常则故障排除，同时由于变压器铁芯底部绝缘层较薄，所以冲击电流不宜过大。

三、结语

综上所述，对于变压器铁芯多点接地故障的分析、诊断应结合各种测试数据进行综合判断，同时运行中的变压器应在铁芯接地线上安装电流表，以方便故障及时的发现。特别是放电冲击消除接地现象后，更应加强监测。

参考文献：

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