220kV变压器铁芯夹件接地故障分析

张冠男 刘思杰

(国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司，江苏 徐州 221000)

1 220kV变压器铁芯故障危害

变压器运行正常时，不会发生铁芯接地故障，电压稳定。如果铁芯接地发生故障，那么将产生大量的危害。一是变压器铁芯内会产生涡流，涡流损耗使铁芯的损耗程度大大加深，而且还会造成导线过热等现象，增加导线损耗，增加变压器铁芯接地损耗。二是铁芯接地，会使220kV变压器放电。铁芯接地出现放热或放电现象，会使铁芯周围垫脚绝缘碳化，最终使变压器无法正常运行，出现高位放电，对变压器周围的人员和设备都有很大的安全隐患。

2 铁芯接地故障的原因

2.1 不正确安装

在220kV变压器的安装过程中，由于安装人员的专业技术水平有限，不按操作程序安装，常导致变压器铁芯多点接地故障。这种类型的多点接地故障，在实际检修过程中又比较隐秘，操作过程中不易发现并及时纠正。这种安装上的原因，是造成220kV变压器铁芯电阻存在多点接地的主观因素，可以通过加强人员培训，提高技能，避免因人为安装不当，而给供电企业造成损失。

2.2 绝缘性受损

220kV变压器的绝缘性是其正常运行的基本条件，而绝缘性又极易受外部主、客观因素的影响和干扰，在某些情况下会破坏变压器的绝缘性，使铁芯发生多点接地情况，造成铁芯周围的绝缘层被破坏。围绕220kV变压器铁芯，会有一层绝缘材料，如绝缘皮或绝缘筒等绝缘材料。这种绝缘材料，能保证220kV变压器铁芯与外界隔绝，使铁芯能正常工作。但在实际操作中，由于外部变压器油中的腐蚀成分和水分，极易造成铁芯周围绝缘材料绝缘损坏，从而造成铁芯接地失效。

2.3 铁芯漏磁

第一，铁芯本身质量不过关，供电企业出于成本考虑，采用了质量较差的磁芯，投入使用后，难免会出现各种漏磁问题。第二，铁芯受压过大，绝缘层过薄，使其绝缘性无法保证；在铁芯的安装、储存或使用过程中，夹杂着过多的悬浮物和灰尘等杂质，影响铁芯的使用效果。

3 优化220kV变压器铁芯接地故障措施

3.1 及时处理现场故障

若变压器长时间不运转，或未进行密封性处理，则应对变压器各部分进行仔细地现场检修。尤其是当天气比较潮湿，经常下雨，或天气条件比较极端时，会因天气因素引起的接地故障更多。所以在恶劣天气条件下，应加强现场检修，对铁芯接地故障进行现场分析。如有需要，可采用太阳灯烘烤，使220kV变压器铁芯接地的绝缘性能得到有效保障。

3.2 加强日常保养和管理

接地铁芯的日常维护和检修工作非常重要，对220kV变压器铁芯接地进行日常检修，可避免发生突发情况，影响日常供电需求。每天的管理和维修，主要是通过以系统的形式，把铁芯接地纳入日常的维修工序。大修时，应检查220kV变压器是否有严重发热、发臭、放电不正常等现象。除此外，还应检查铁芯接地的各个部分，如穿芯螺杆、接地片、绝缘材料、铁芯和夹层之间绝缘漆是否完好。把这几项工作结合起来进行日常检修，可提高220kV变压器铁芯正常运行的效率，避免因日常工作的失误和疏忽，造成供电工程瘫痪，遭受更大范围的损失。

3.3 保持220kV变压器周围干燥

为避免220kV变压器铁芯干燥和导电不稳定，安装时可采用部分干燥装置进行恒温干燥。例如，可以借助吸尘器，清除220kV变压器内的灰尘，保证铁芯与线圈之间的清洁。在220kV变压器工作环境较潮湿的情况下，需要借助于电吹风或烘干机等各种干燥和除湿设备，将铁芯内、外壁附着的水珠清除掉，使铁芯绝缘性能不变。

4 变压器铁芯接地故障的监测和排除

一种测量变压器铁芯电流的固定安培计，安培计在变压器正常工作时，可测量接地铁芯上的强电流。如有电流，说明变压器铁芯接地故障，因为铁心接地，周围电路就会形成环流，受电磁感应影响。如安培计上未显示电流，则变压器铁芯未接地。所以，我们可以在变压器铁芯和周围线路之间安装一个铁芯多点接地监测安培计，随时监测铁芯接地线路是否有环流。若出现环流，则表明变压器铁芯接地故障，应及时排除。

在确定变压器铁芯多点接地故障类型后，可根据现场情况及故障类型，采取相应措施，这样就可以解决变压器铁芯接地故障。由于变压器内部有异物，铁芯会产生毛刺，导致接地故障。对变压器铁芯接地故障和设备故障采用电容放电法对其进行处理。因为变压器铁芯底部的绝缘垫很薄，所以脉冲电流不能太大，以免击穿。冲击性核心采用大电流，这种操作较难控制，并且仍然不够牢固，容易破坏铁芯绝缘。用铁芯周围的电路做电容，再用大电流放电变压器铁芯，比较不便，设计不好。现在，我们只能采用放电校准仪器来进行放电，这种仪器不会产生很多电流，它的输出电流比较小，输出时间也不长，所以不会破坏铁芯的绝缘部分。由于当时的输出电压为0～550V，所以电流为6kA。应在断电后消除变压器铁芯接地故障。这种故障一般比较严重，且有持续蔓延的势头，严重影响变压器设备和周围环境。先将变压器及其周围的电源切断，并将保护罩盖住。认真检查变压器的表面和内部，铁芯是否与其它异物接触，铁片是否鼓出，铁芯与电路是否有断口。当一切正常时，安培计用来检查并将电流施加在铁芯之间。如果电压为0或安培计指针倒转，说明变压器铁芯接地故障。压强几乎为零，电阻不变。其原因是变压器铁芯绝缘设备设计与安装不当。另外，如果多点接地发生故障，可以用安培计测量电流。安培计用于沿铁芯各电路逐点测量。当安培计上的电流为零，表明这里是接地故障点。

5 结语

总之，接地故障会严重影响220kV变压器的供电效率。另外，如果铁芯接地时间太长，放热电阻太大，将严重威胁到供电设备的安全。因此，220kV变压器的管理和维护人员，应该增强责任意识，提高对问题的认识，正确识别和处理各种故障，根据故障原因，加强设备的维护。