变压器铁芯、夹件多点接地故障检测及处理

藏亮 张操 梁嘉辉

摘要：变压器铁芯、夹件多点接地的故障在变压器运行过程中不可避免，为了保障变压器安全稳定运行，分析变压器铁芯多点接地的故障原因、特点及危害，总结其检测方法以及处理措施是非常重要的。

关键词：变压器、铁芯、接地

1前言

变压器铁芯夹件多点接地故障会导致运行中的变压器出现部分部件如铁轭等放电、温升增加等异常现象。为了能够避免或者限制变压器的这种故障状况，就需要根据变压器结构及原理去分析铁芯夹件多点接地的故障原因以及表现特征，进一步提出可靠且易实施的检测方法，并根据检测结果制定变压器有效的限制措施，来保障变压器能够继续安全可靠运行[1]。

2变压器铁芯夹件多点接地故障原因及危害

2.1变压器铁芯、夹件有且仅有一点可靠接地

变压器带电运行时，油箱里引线与带电绕组的位置决定了最终的电场分布，如果变压器铁芯夹件存在的电场不均匀。铁芯及其夹件的每一个部件空间位置的不同，最终会在强电场的作用下产生感应电压。如果不接地，铁芯夹件对地悬浮电位的存在就会对油箱壁间歇性放电导致变压器绝缘油分解劣化等异常状况[2]。因此，变压器在带电运行的过程中必须一点可靠接地。但是当铁芯、夹件发生两点及以上接地时，在接地点之间形成闭合回路，铁芯夹件各部位因空间位置不同存在的电位差就会在闭合回路中产生压降，从而形成环流，造成铁芯、夹件部件温升增加。

2.2变压器铁芯多点接地故障的原因

变压器铁芯及其夹件多点接地故障大多数原因由以下引起的：

（1）变压器铁芯夹件与油箱短接造成接地故障，这是因为与之相连的接地线连接不够牢固形成的。

（2）夹件与变压器箱盖的定位螺栓之间的绝缘性不够高导致了多点接地。

（3）安装完成的变压器的顶部运输定位销翻转或者拆除形成的多点接地。

（4）變压器铁芯夹件接地引出导线套管破裂，从油箱内引出的接地导线与油箱盖短接形成的多点接地。

（5）铁芯硅钢片在运输和形成的过程中容易翻起，此时由于芯柱和铁芯夹件支板之间的安全距离不够，使其接触到夹件支板，就导致了多点接地[2]。

（6）有异物存在于变压器的上梁、侧梁以及垫脚绝缘附近，使得这些不明物体短接油箱导致了多点接地。

（7）变压器铁芯下夹件垫脚与轭之间绝缘纸板破损或脱落，其叠片与下夹件就会形成金属性接触造成新的接地点。

（8）变压器强迫油循环使用的潜油泵装置，潜油泵在运行过程中轴承有可能出现磨损，磨损后的金属碎屑通过潜油泵的油流进入油箱当中，这些金属碎屑在电磁场的作用下，形成导电点，使铁芯或夹件与变压器油箱外壳短路接地，从而形成多点接地故障[3]。

（9）下夹件与轭阶梯间的绝缘垫块受潮或表面脏污， 长时间就会产生油泥，随着油泥的堆积，最后使得该部位绝缘电阻值降低，形成一个或多个接地点。

2.3变压器铁芯夹件多点接地故障的危害

（1） 变压器铁芯夹件长时间不能一点接地时会出现悬浮高电位，继而引起放电，造成变压器绝缘油分解劣化。

（2）变压器出现多点接地时，铁芯夹件与接地点之间会形成环流，造成铁芯局部过热，甚至会造成其温升的增加，导致轻瓦斯动作。

（3）变压器保证正常运作的前提是其铁芯一点接地，否则不断的放电和发热会使得它产生乙炔、氢气等可燃性气体，影响使用寿命[4]。

3变压器铁芯、夹件多点接地时的在线检测方法

3.1接地电流测量法

在变压器铁芯、夹件外部引出接地扁铁上，用钳形表测量接地扁铁中的电流。变压器正常运行时，流过接地扁铁的电流为绕组对夹件、铁芯的容性电流，电流在几十毫安左右，基本上不会超过100mA，一般情况下用精度不高的钳形电流表无法检测到。当出现多点接地时，流过的环流大小取决于故障点与正常接地点的空间位置，短路匝中包围的磁通越多，接地电流越大，电流在几十安左右甚至更大。通过测量接地扁铁中的电流，可以很准确地判断出铁芯或夹件有无多点接地的异常情况。

3.2变压器油中溶解气体分析

根据《GB7252-2001 变压器油中溶解气体分析和判断导则》对变压器绝缘油中气体种类以及含量进行气相色谱分析，对比前一次变压器正常运行中的气相色谱分析可以检测变压器铁芯夹件是否存在多点接地。发生铁芯、夹件多点接地故障的变压器，绝缘油色谱分析一般有下列特征：总烃含量超过规定的注意值150μL/L，通常乙烯、甲烷和氢气占较大比重，乙炔含量低或者没有。当色谱分析出现上述特征，并在铁芯夹件绝缘电阻为零或很低及铁芯夹件接地导线中有环流时，且接地电流大于300mA时，可认定该变压器铁芯夹件已发生多点接地故障。

4变压器铁芯、夹件多点接地时的在线限制措施

下文是结合某电厂生产现场天威保变的750kV变压器出现夹件多点接地的应对处理措施。

为控制故障进一步发展，在不停电的情况下，在变压器夹件接地回路中接入限流电阻，从而消除变压器因环流接地部位引起的过热故障。使用FLUK17B+万用表测量铁芯夹件对地电压仅为1.2V，逐根据欧姆定律和伏安法特性进行制定方案，以增加铁芯夹件回路电阻的方式来改变接地电流的大小;由于现场情况突然，未找到滑动电阻器。商讨决定选用1500W、150Ω的电阻四个并联后串如回路中，并联后电阻为37.5Ω，然后串入铁芯夹件接地回路中。

在断开铁芯夹件之前先用90mm?铜线一段接地，另一端接在变压器铁芯夹件引出线，让铁芯夹件回路电流通过导线流过，然后断开铁芯夹件接地扁铁，断开后测量导线电流为98A，将并联后37.5Ω电阻器串联到铁芯夹件接地扁铁断口处，串联后测量电阻器电阻为37.42Ω，对之前连接于接地端导线断开后测量铁芯夹件接地串入电阻后电流为0.08A，测量电阻温度为24℃，在后续的巡检过程中电阻温度基本处于环境温度，接地电流保持在0.07A，没有异常现象。

结束语

变压器铁芯夹件多点接地故障，严重时会影响到电力系统的安全稳定运行，需要我们日常监督，在故障未扩大时及时发现问题。通过诊断问题的出处，将故障的特征进行具体分析，提出有效的解决方案，在可行的范围内将损失控制在最低的状态下，避免事故扩大，确保电力系统安全运行。

参考文献

[1] 张庚.变压器铁芯多点接地故障及其诊断.太原城市职业技术学院学报，2010年11期.

[2] 吴增伟，贾鹏.变压器铁芯多点接地故障的分析、诊断与处理[J] .实验室科学报，2009年04期.

[3] 黎炜.主变铁芯多点接地故障分析及处理[J].电力安全技术报，2003年03期.