如何診斷和消除變壓器鐵芯接地故障

變壓器的繞組和鐵芯是傳遞、變換電磁能量的主要部件。保證它們的可靠運(yùn)行是人們所關(guān)注的問(wèn)題。統(tǒng)計(jì)資料表明因鐵芯問(wèn)題造成故障，占變壓器總事故中的第三位。制造部門對(duì)變壓器鐵芯缺陷已引起重視，并在鐵芯可靠接地、鐵芯接地監(jiān)視，以及保證一點(diǎn)接地方面都進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)。運(yùn)行部門也把檢測(cè)和發(fā)現(xiàn)鐵芯故障提到相當(dāng)高度。然而，變壓器鐵芯故障仍屢有發(fā)生，其原因主要是由于鐵芯多點(diǎn)接地和鐵芯接地不良造成?，F(xiàn)對(duì)兩種故障情況的判斷及處理方法作一介紹。

1、多點(diǎn)接地故障的排除
(1)變壓器不能停運(yùn)時(shí)的故障臨時(shí)排除方法：
①有外引接地線，如果故障電流較大時(shí)，可臨時(shí)打開地線運(yùn)行。但必須加強(qiáng)監(jiān)視，以防故障點(diǎn)消失后使鐵芯出現(xiàn)懸浮電位。
②如果多點(diǎn)接地故障屬于不穩(wěn)定型，可在工作接地線中串入一個(gè)滑線電阻，使電流限制在1A以下?；€電阻的選擇，是將正常工作接地線打開測(cè)得的電壓除以地線上的電流。
③要用色譜分析監(jiān)視故障點(diǎn)的產(chǎn)氣速率。
④通過(guò)測(cè)量找到確切的故障點(diǎn)后，如果無(wú)法處理，則可將鐵芯的正常工作接地片移至故障點(diǎn)同一位置，用以較大幅度地減少環(huán)流。
(2)徹底檢修措施。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)變壓器存在多點(diǎn)接地故障后，對(duì)于可停運(yùn)的變壓器，應(yīng)及時(shí)停運(yùn)，退出后徹底消除多點(diǎn)接地故障。排除此類故障的方法，根據(jù)多點(diǎn)接地類型及原因，應(yīng)采取相應(yīng)的檢修措施。但也有某些情況，停電吊芯后找不到故障點(diǎn)，為了能確切找到接地點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)可采用如下方法。
①直流法。將鐵芯與夾件的連接片打開，在軛兩側(cè)的硅鋼片上通入6V的直流，然后用直流電壓表依次測(cè)量各級(jí)硅鋼片間的電壓，當(dāng)電壓等于零或者表指示反向時(shí)，則可認(rèn)為該處是故障接地點(diǎn)。
②交流法。將變壓器低壓繞組接入交流電壓220～380V，此時(shí)鐵芯中有磁通存在。如果有多點(diǎn)接地故障時(shí)，用毫安表測(cè)量會(huì)出現(xiàn)電流(鐵芯和夾件的連接片應(yīng)打開)。用毫安表沿鐵軛各級(jí)逐點(diǎn)測(cè)量，當(dāng)毫安表中電流為零時(shí)，則該處為故障點(diǎn)。
2、多點(diǎn)接地時(shí)出現(xiàn)的異常現(xiàn)象
(1)在鐵芯中產(chǎn)生渦流，鐵損增加，鐵芯局部過(guò)熱。
(2)多點(diǎn)接地嚴(yán)重時(shí)，又較長(zhǎng)時(shí)間未處理，變壓器連續(xù)運(yùn)行將導(dǎo)致油及繞組也過(guò)熱，使油紙絕緣逐漸老化。會(huì)引起鐵芯疊片兩片絕緣層老化而脫落，將引起更大的鐵芯過(guò)熱，鐵芯將燒毀。
(3)較長(zhǎng)時(shí)間多點(diǎn)接地，使油浸變壓器油劣化而產(chǎn)生可燃性氣體，使氣體繼電器動(dòng)作。
(4)因鐵芯過(guò)熱使器身中木質(zhì)墊塊及夾件碳化。
(5)嚴(yán)重的多點(diǎn)接地會(huì)使接地線燒斷，使變壓器失去了正常的一點(diǎn)接地，后果不堪設(shè)想。
(6)多點(diǎn)接地也會(huì)引起放電現(xiàn)象。

3、鐵芯正常時(shí)需要一點(diǎn)接地的原因：
變壓器正常運(yùn)行時(shí)，帶電的繞組與油箱之間存在電場(chǎng)，而鐵芯和其他金屬構(gòu)件處于該電場(chǎng)中。由于電容分布不均，場(chǎng)強(qiáng)各異，如果鐵芯不可靠接地，則將產(chǎn)生充放電現(xiàn)象，破壞固體絕緣和油的絕緣強(qiáng)度，所以鐵芯必須有一點(diǎn)可靠接地。
鐵芯由硅鋼片組成，為減小渦流，片間有一定的絕緣電阻(一般僅幾歐姆至幾十歐姆)，由于片間電容極大，在交變電場(chǎng)中可視為通路，因而鐵芯中只需一點(diǎn)接地即可將整疊的鐵芯疊片電位箝制在地電位。
當(dāng)鐵芯或其金屬構(gòu)件如有兩點(diǎn)或兩點(diǎn)以上(多點(diǎn))接地時(shí)，則接地點(diǎn)間就會(huì)造成閉合回路，它鍵鏈部分磁通，感生電動(dòng)勢(shì)，并形成環(huán)路，產(chǎn)生局部過(guò)熱，甚至燒毀鐵芯。
變壓器鐵芯只有一點(diǎn)接地，才是可靠的正常接地。即鐵芯必須接地，且必須是一點(diǎn)接地。
鐵芯故障主要由兩個(gè)方面原因引起，一是施工工藝不良造成短路，二是由于附件和外界因素引起多點(diǎn)接地。

審核編輯 黃昊宇