变压器铁芯接地故障诊断与处理

1、变压器铁芯接地故障诊断与处理摘要分析铁芯多点接地的危害，产生铁芯多点接地的因素，介绍如何判断和处理铁 芯故障的方法。关键词变压器铁芯 接地故障 处理 1 变压器铁芯多点接地故障的危害和原因 1.1 铁芯多点接地故障的危害 变压器正常运行时，是不允许铁芯多点接地的。因为变压器正常运行中，绕组周围存在 着交变的磁场，由于电磁感应的作用，高压绕组与低压绕组之间，低压绕组与铁芯之间，铁 芯与外壳之间都存在着寄生电容，带电绕组将通过寄生电容的耦合作用，使铁芯对地产生悬 浮电位。由于铁芯及其它金属构件与绕组的距离不相等，使各构件之间存在着电位差，当两 点之间的电位差达到能够击穿其间的绝缘时，便产生火花放电

2、。这种放电是断续的，长期下 去，对变压器油和固体绝缘都有不良影响。为了消除这种现象，把铁芯与外壳可靠地连接起 来，使它与外壳等电位，但当铁芯或其他金属构件有两点或多点接地时，接地点就会形成闭 合回路，造成环流，引起局部过热，导致油分解，绝缘性能下降，严重时，会使铁芯硅钢片 烧坏，造成主变重大事故。1.2 铁芯接地故障原因(1) 安装时疏忽使铁芯碰壳，碰夹件。(2) 穿芯螺栓钢座套过长与硅钢片短接。(3) 铁芯绝缘受潮或损伤，导致铁芯高 阻多点接地。(4) 潜油泵轴承磨损，产生金属粉末，形 成桥路，造成箱底与铁轭多点接地。(5) 接地片因加工工艺和设计不良造成 短路。(6) 由于附件引起的多点接

3、地。(7) 由遗落在主变内的金属异物和铁芯工艺不良产生毛刺、铁锈与焊渣等因素引起接地。2 变压器铁芯多点接地故障的几种处理方法2.1 对于铁心有外引接地线时，可在铁心接地回路上串接电阻，以限制铁心接地电流，此 方法只能作为应急措施采用。2.2 对于金属异物造成的铁心接地故障，进行吊罩检查，可以发现问题。2.3 对于由铁心毛刺、金属粉末堆积引起的接地故障，用以下方法处理效果较明显。(1) 电容放电冲击法；(2) 交流电弧法；(3) 大电流冲击法，即采用电焊机。3 变压器铁芯多点接地故障的判断及处理现以龙洞堡1号主变为例介绍如何分析、判断和处理铁芯多点接地故障。3.1 主变铁芯多点接地故障判断该变

4、压器为江西变压器厂制造，型号 SFSZT-31500/110，容量31 500 kVA，1995 年6月投入运行，1998年10月对该主变进行预防性试验时发现该主变铁芯对地绝缘电阻为零， 判断为主变铁芯多点接地故障。当时系统不允许对变压器进行停电吊芯检查，只能根据以往 油色谱试验数据以及上年高压试验数据进行分析。从电气试验数据看为正常，其中，绝缘电 阻试验和介损试验所得数据均在合格范围内。从色谱数据看，该主变没有出现过热现象，并可判断接地现象出现的时间不长，决定以 油色谱试验对该主变进行跟踪，监视故障点的产气速率。3.2 油色谱跟踪试验分析预试后，加强对油化试验的数据分析，油色谱跟踪的数据如表

5、1、2、3所示。取样日期为1999-06-11，试验日期为1999-06-11；试验时大气压为101.3Pa，环境温度 为20。对上述数据分析后认为：(1) 总烃为 224.5l/L，(标准值不大于150l/L)，其中以甲烷、乙烯为主要成份，特征气体的比值编 码为022，是高于700高温范围的热故障，根据经验公式，即T=lg322C2H4/C2H6+525，估 算为861.5，并用总烃安伏曲线法判断为磁路故障过热；(2)虽然C2H2为 3.6l/L，可能由于高温过热产生的，变压器内部存在电弧放电的可能性很小；(3)1999年3 月至6月总烃相对产气速率为9.38%/mon，且各种特征气体产气速

6、率都有逐渐上升的趋势；(4) 当总烃含量超过注意值时，并且CO含量大于300l/L时，可能存在固体绝缘过热故障。通过 以上几点可以判断铁芯接地缺陷有加剧发展的趋势，为避免故障扩大和引起铁芯损坏以致影 响主变的正常运行，决定提前对该主变进行大修。3.3 主变吊芯检查在6月17日通过对1号主变吊芯检查，结果如下：(1) 检查各间隙，槽部没有发现异物； (2) 用铁丝对铁芯底部进行清理，也没有发现情况；(3) 测量压板连片的绝缘均为10 000 M 以上；(4) 测量穿芯螺栓绝缘时，发现右上的 穿芯螺栓对铁芯绝缘为零。对该螺栓进一步检查时发现端部的绝缘套过短，螺栓压破绝缘套 与上夹件相碰。当时曾怀疑

7、穿芯螺栓穿过铁芯时与铁芯相碰而引起接地，因此用绝缘纸板把 穿芯螺栓垫起，再对穿芯螺栓与铁芯摇绝缘为10 000 M 以上，说明穿芯螺栓内部并没有与 铁芯接触，只是由于主变受到冲击和振动时，使穿芯螺栓移位，造成端部与上夹件接触。再 对铁芯接地片仔细检查，没有发现有变色现象，可以判断该处没有很大的环流电流流过。用 万用表测得铁芯对地电阻为54 ，并再次对上、下夹件，铁轭、芯柱等处进行检查，还是没 有发现异常情况。随后决定采用交流法查找接地点，从低压侧加200 V，用毫安表沿铁轭各 级逐点测量，发现铁芯靠下部左侧的电流为零，可以初步判 断该处为接地点。 3.4 消除故障方法 通过以上综合分析，造成铁

8、芯多点接 地，可能是由于铁芯毛刺或悬浮物引起的接地故障。如果利用电焊机进行大电流冲击法，现 场操作不方便，点焊时间不好掌握，易造成铁心绝缘受损。若采用兆欧表对电容器充电，再 由电容器对变压器铁心放电的方法，也存在操作不便，且电容器参数不好选择的缺点。通过 比较，决定用电容放电法进行处理，采用FCE-T型放电检验仪，输出电压0750 V，输出电 流5 kA，放电时间10 20s，采用该检验仪主要是考虑该仪器的输出电流大，而时间极短，不会对铁芯绝缘造成 危害。首先用100 V电压对铁芯进行放电，此时听到左下角有放电声，用万用表测得铁芯对 地电阻为1.5 M ，考虑铁芯对地绝缘垫片较薄，升到600 V电压再次冲击，第3次升压后再冲 击时已听不到放电声。立即用摇表测得铁芯绝缘为1 000 M ，说明故障点已消除。 4 结 论 (1) 发现铁芯多点接地故障时，可采用气相色谱法和监视接地电流来跟踪监测。(2) 可以通过直流法和交流法来