《变压器铁心接地电流现场测试导则》

ICS29.180

CCSF24

备案号：XXXX-XXXXDL/T

中华人民共和国电力行业标准

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变压器铁心接地电流现场测试导则

Guideforon-sitegroundingcurrenttestoftransformercore

征求意见稿

（完成日期2023年6月5日）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

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I

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变压器铁心接地电流现场测试导则

1范围

本文件规定了变压器铁心接地电流现场测试的测试原理、测试仪器要求、测试技术要求、测试数据

处理及结果判定等。

本文件适用于有接地引出线的变压器的铁心及夹件接地电流的现场测试。油浸式电抗器可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T6587－2012电子测量仪器通用规范

GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验

GB/T17626.6电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度

GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验

GB/T17626.11电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验

GB/T24846－20181000kV交流电气设备预防性试验规程

DL/T273－2012±800kV特高压直流设备预防性试验规程

DL/T393－2021输变电设备状态检修试验规程

DL/T596－2021电力设备预防性试验规程

DL/T1798－2018换流变压器交接及预防性试验规程

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

（变压器）铁心接地电流groundcurrentoftransformerironcore

变压器运行时，流经变压器铁心工作接地点的电流。

3.2

（变压器）夹件接地电流groundcurrentoftransformerclamp

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变压器运行时，流经变压器夹件工作接地点的电流。

3.3（变压器）铁心和夹件的合成电流syntheticcurrentoftransformerironcoreandclamp

变压器运行时，铁心接地电流和夹件接地电流的矢量和。

3.4（变压器）中性点电流neutralcurrentoftransformer

变压器运行时，流经变压器中性点的电流。

3.5

直流偏磁电流DCbiascurrent

变压器运行时，流经变压器中性点的直流电流。

3.6

铁心（或夹件）多点接地ironcore（orclamp）multi-pointgrounding

变压器铁心（或夹件）有两处及以上接地点时称为“铁心（或夹件）多点接地”；当铁心（或夹件）

存在多点接地时，会在接地点之间形成回路，出现电流环流，进而导致铁心发热、铁损增加，严重时出

现铁心烧损、内部绝缘破坏引发跳闸等故障。

3.7

空间磁场干扰spacemagneticfieldinterference

变压器铁心接地电流现场测试时，由于变压器漏磁、变电站空间磁场等原因，耦合进入测量系统中

造成的干扰。

3.8

参考信号phasereferencesignal

在铁心接地电流的波形分析中，为了分离出全电流波形中与参考信号同相、异相的分量时，引入的

参考信号。

4测试原理

变压器铁心和夹件接地电流的测试原理是：采用电流传感单元分别测量铁心接地引下线、夹件接地

引下线上的电流，记录电流幅值和波形，必要时可同时记录中性点电流波形或参考信号波形。

变压器铁心和夹件接地电流现场测试的测试回路如图1所示。

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图1变压器铁心接地电流测试原理示意图

5测试仪器

5.1通用要求

通用要求如下：

——环境条件：工作温度范围为-25℃～+50℃，相对湿度应不大于95%（无凝露）；

——供电电源：电压220V±22V，频率50Hz±0.5Hz；宜采用电池供电、且内置或外配电池充满电

后能支持测试仪器连续工作2小时及以上；

——外壳防护性能应符合GB/T4208中规定的IP43的防护要求；

——环境影响量包含电源适应性、温度、湿度、振动、冲击和包装运输等6个方面。测试仪器的环

境影响量应符合GB/T6587—2012环境组别为III组的相关规定要求，其中工作温度下限由-10℃

调整至-25℃；此外还应符合GB/T6587—2012流通条件等级为2级的规定要求的要求；

——电磁兼容性能应符合表1中的要求。

表1电磁兼容性能要求

试验对象试验项目参考标准及试验等级性能要求

静电放电抗扰度GB/T17626.2，4级

试验时，功能或性

射频电磁场辐射抗扰度GB/T17626.3，3级

测试仪器能暂时降低或丧

射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T17626.6，3类失，但能自行恢复。

工频磁场抗扰度GB/T17626.8，4级

注：特殊环境下，由用户和制造商协商确定。

5.2功能要求

功能要求如下：

——应采用便于开合的电流传感器结构，且卡口内径宜不小于6cm；

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——应具备全电流有效值显示功能；

——应具备电流超量程上限、超设定阈值的提醒功能；

——宜具备电流波形显示功能；

——用于交流变压器（电抗器）的测试仪器，其电流传感单元的测量带宽不低于1kHz，其分析单

元宜具备10Hz~1000Hz谐波分析功能；用于换流变压器的测试仪器，其电流传感单元的测量带

宽不低于10kHz，其分析单元宜具备10Hz~5000Hz的谐波分析功能；

——宜具备直流电流测量功能；

——宜具备电流有效值、波形和谐波特征变化趋势分析功能；

——宜具备测量数据、测量波形的存储和导出功能；

——宜具备铁心接地电流和夹件接地电流同步采样或同时测量功能；

——宜具备铁心接地电流、夹件接地电流与参考信号的同步采样或同时测量功能。

5.3性能要求

性能要求如下：

——在工作频率范围内，交流电流测量范围应覆盖0.1mA~10A（有效值）；用于铁心或夹件多点接

地工况下持续测量的仪器，测量上限宜扩展至100A。

——在工作频率范围内，交流电流测量最大允许误差应不超过±（5%×读数+0.1mA）；

——具备直流测量功能的仪器，直流电流测量范围宜覆盖0~±200A（有效值）；

——具备直流测量功能的仪器，直流电流测量最大允许误差宜不超过±（5%×读数+0.1mA）；

——具备同步采样和谐波分析功能的仪器，其采样率优于0.2MS/s；

——具备测量抗干扰设计，在磁感应强度为50μT的工频均匀磁场环境下，全量程范围内电流测量

误差的变化量宜不超过±（2%×读数+0.1mA）；

——具备电压或电流同步采样功能的测试仪，其同步采样延时误差不应超过±10μs；

——在0~500Hz频率范围内，测试仪器的电流传感单元的相位最大允许误差不超过±0.5°；在

500Hz~10kHz频率范围内，测试仪器的电流传感单元的相位最大允许误差不超过±2°。

6测试技术要求

6.1通用要求

铁心和夹件接地电流现场带电测试的通用要求如下：

——环境温度宜在-25℃~﹢50℃范围内，相对湿度应不大于95%RH（无凝露）；

——户外检测时应无雨、雪、雷电等天气，且风力不宜大于5级；

——被测变压器处于带电状态，没有可能危及测试人员人身安全的严重缺陷情况；

——测试过程中，测试人员不应直接接触接地引下线；

——测试过程中不可断开铁心及夹件的接地引下线。

6.2测试步骤及注意事项

铁心和夹件接地电流现场带电测试的步骤和注意事项如下：

a）检查测试仪器，确保功能正常、检验合格。

b）将测试仪的电流传感单元靠近铁心接地引下线，使电流传感单元的钳型端面垂直于接地引下线，

垂直移动钳口端面的位置，观测不同离地高度下，仪器上显示的电流有效值变化情况。电流有效值最小

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的测试位置为空间干扰最小的测试位置；记录该测试位置，同时读取该测试位置对应的空间干扰电流有

效值（必要时可存储空间干扰导致的电流波形）。

c）在空间干扰最小的测试位置，用测试仪的钳口卡住接地引下线，使接地引下线位于传感器的中

心位置，同时确保引下线与传感器端面垂直，读取并记录仪器显示的电流有效值（和波形）。

d）在同样的测试位置，反复测量3次，每次间隔1~3分钟，取3次测量结果的平均值，作为铁心接地

电流的有效值测量结果。必要时，可采用波形分析方法，从铁心接地电流测量结果中分离出实际接地电

流和空间干扰电流，将实际接地电流作为判断分析铁心状态的依据。

e）铁心和夹件分别引出接地时，应分别测试并记录铁心接地电流、夹件接地电流。

f）在铁心接地引下线上对测试位置进行标记，或在原始记录中记录铁心接地电流的测试位置。每

次铁心接地电流测试时，宜选取相同位置测量，便于分析铁心接地电流的历史变化趋势。

g）怀疑铁心或夹件内部可能存在异常时，可开展铁心和夹件的合成电流测量，此时，应分别记录

铁心接地电流、夹件接地电流、铁心和夹件的合成电流的有效值（和波形）。

6.3测试结果的记录

铁心和夹件接地电流现场测试结果的记录要求如下：

——应记录测试时变压器（电抗器）的实时负荷；

——应记录铁心和夹件接地电流的全电流有效值，必要时宜同时记录时域波形；

——必要时，宜分别记录铁心和夹件接地电流中的基波、占主导频率的谐波分量有效值；

——必要时，宜记录空间漏磁干扰在测量系统上呈现的干扰电流波形。

7测试数据处理及结果判定

7.1测试数据分析

应结合变压器的铁心结构和电压等级，对铁心和夹件接地电流测试数据进行分析。

——对于交流110kV~750kV的变压器，铁心和夹件接地电流的测试数据分析重点关注全电流的有效

值；当变压器为三相结构时，还可对基波电流有效值、占主导的谐波电流有效值及各次谐波占比情况进

行分析；

——对于1000kV特高压变压器，铁心和夹件接地电流的测试数据分析应重点关注全电流的有效值、

基波电流的有效值，必要时可分析3、5、7次谐波电流有效值及各次谐波占比情况；

——对于换流变压器，铁心和夹件接地电流的测试数据应分析全电流有效值、基波电流有效值，必

要时可分析各次谐波电流的有效值和占比情况。

对于单相结构的变压器，可结合高压绕组或中低压绕组的电压参考相位测量情况，分析铁心和夹件

接地电流中的有功分量和无功分量。

当怀疑铁心与夹件之间存在闭合回路时，可分析铁心接地电流、夹件接地电流与两者合成电流的关

系。

当现场测试时，识别并同时记录了空间磁场干扰后，可在测试数据处理过程中，采用算法滤除空间

磁场干扰导致的干扰电流分量，得到真实的铁心和夹件接地电流数据和波形，再进行测试数据分析。

7.2测试结果合格判据

根据GB/T24846-2018、DL/T273-2012、DL/T393-2021、DL/T596-2021、DL/T1798-2018的相关

要求，铁心和夹件接地电流现场测试合格应满足以下判据：

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——对于电压等级110kV~750kV的交流变压器、±500kV及以下的换流变压器，铁心接地电流、夹

件接地电流不超过100mA，或与初值差不超过50%；

——对于1000kV交流变压器，铁心接地电流、夹件接地电流不超过300mA；

——对于±800kV、±1100kV的换流变压器，铁心接地电流、夹件接地电流不超过300mA；当基波

电流大于100mA时，也应引起注意；

——特殊结构、特殊型式的变压器，其铁心接地电流、夹件接地电流与初值相比的增幅不超过50%。

7.3异常结果的处理

当铁心和夹件接地电流现场测试结果不满足本文件7.2的要求时，建议按以下方式开展进一步分析：

——铁心接地电流和夹件接地电流均超过注意值，且其合成电流比铁心接地电流或夹件接地电流要

小，预示铁心和夹件之间可能存在短接或绝缘损伤；

——铁心接地电流或夹件接地电流显著超过注意值、或超过初值的50%，预示铁心或夹件可能存在

多点接地，应结合变压器的内部结构、负荷状态、油色谱等进一步分析；

——其他异常情况，可对铁心接地电流开展进一步波形分析（见附录A），并与历史数据或同类设

备测试数据（典型的铁心接地电流实测波形见附录B）之间进行比较，结合其他检测方法（如

电气试验、油色谱、声纹、振动等）综合判断。

8测试报告

测试完成后，应填写测试记录（模板见附录C），并编写测试报告。测试报告至少应包含以下内容：

——被测变电站名称、电压等级；

——被测变压器铭牌信息，包括：型号、出厂编号；

——测试时间；

——测试环境条件；

——测试时变压器的负荷状态；

——测试时电流传感器与铁心或夹件接地引下线的相对位置；

——测试仪器信息，包括：名称、型号、出厂编号、测量范围、测量准确度、校准日期；

——铁心接地电流的全电流有效值（必要时记录基波电流有效值、波形特征）；

——夹件接地电流的全电流有效值（必要时记录基波电流有效值、波形特征）

——测试中的异常现象和处理情况。

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附录A

（资料性）

铁心异常状态与接地电流的相关性分析

变压器运行过程中，绕组周围存在电场，而铁心和夹件均处于该电场中，且具有不同的电位。由于

电磁感应现象，高压绕组、低压绕组和铁心、油箱壁之间会存在寄生电容。当铁心存在不同异常状态时，

这种寄生电容的分布状态会发生变化，进而会导致铁心或夹件的接地电流呈现不同的变化特征。

铁心发生多点接地时，会导致接地电流有效值显著增加、谐波特征变化；不同部位或不同类型的接

地故障，会在接地电流上产生不同变化特征；不同连接组别、结构形式的变压器，在内部发生多点接地

故障时，会在接地电流上呈现不同的谐波电流特征；典型的铁心接地电流谐波分析数据见附录B。

铁心内部发生硅钢片短路时，会导致接地电流基波有效值增加，谐波电流分量显著变化，变压器总

损耗增加，接地电流中的有功分量（以高压绕组电压为参考相位）增加。这种增加或变化的程度，与内

部寄生电容和分布电位的变化幅度有关，当硅钢片短路引起的电容和电位分布改变量微小时，可能无法

在铁心接地电流上产生可察觉的变化量。

铁心发生局部位移时，会导致铁心对地电容发生变化，进而导致接地电流中的无功分量（以高压绕

组电压参考相位）增加。同样，这种增加或变化的程度，与内部寄生电容和分布电位的变化幅度有关，

当局部位移引起的电容和电位分布改变量微小时，可能无法在铁心接地电流上产生可察觉的变化量。

因此，测量采集变压器铁心接地电流，对电流进行波形分析，分离出直流分量、基波分量、谐波分

量；同时，在对变压器内部磁路结构和电磁场进行分析的基础上，结合铁心接地电流的有功分量、无功

分量、谐波特征的变化，可对变压器运行过程中的铁心多点接地、硅钢片短路、位移、剩磁、偏磁等异

常现象进行分析。

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附录B

（资料性）

变压器铁心接地电流实测波形

不同电压等级的典型交流变压器的铁心接地电流波形如图B.1所示：

图B.1交流变压器的典型铁心接地电流波形

不同电压等级的典型交流变压器的铁心接地电流波形特征如表B-1至表B-5所示：

表B-1铁心接地电流实测数据（110kV三相一体）

编号123456

电压等级110kV110kV110kV110kV110kV110kV

变电站编号○1站1#○1站2#○2站1#○3站1#○4站1#○4站2#

额定容量（MW）31.531.550255063

实时负荷30%17%12%25%35%35%

投运年限（年）232418135

电流总有效值（mA）1.370.4970.599.50.540.69

基波占比（%）9799.1497.896.198.799.5

3次占比（%）219.4017.214.213.58.0

5次占比（%）126.6010.614.33.44.0

8

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7次占比（%）44.135.216.71.41.6

9次占比（%）11.091.13.92.42.7

11次占比（%）11.640.56.64.92.4

表B-2铁心接地电流实测数据（220kV三相一体）

编号123456

电压等级220kV220kV220kV220kV220kV220kV

站名○5站2#○6站1#○6站2#○7站1#○8站1#○9站1#

额定容量（MW）180240240180180180

实时负荷17%4.4%4.4%2%20%35%

投运年限（年）822133

电流总有效值（mA）5.435.314.670.940.830.67

基波占比（%）69.684.9674.412.899.044.3

3次占比（%）69.050.2763.597.910.885.2

5次占比（%）3.57.786.611.71.720.3

7次占比（%）14.68.0510.68.50.315.3

9次占比（%）12.510.6416.27.40.310.2

11次占比（%）1.32.201.91.10.15.6

表B-3铁心接地电流实测数据（220kV单相结构）

编号1234567

电压等级220kV220kV220kV220kV220kV220kV220kV

站站站站站站站

站名○102#○102#○112#○112#○111#○111#○111#

A相A相B相C相A相B相C相

三相额定容量（MW）120001200012000

实时负荷（%）52.336.336.336.336.636.636.6

投运年限（年）6999141414

电流总有效值（mA）0.8039.4910.58.729.8110.88.8

基波占比（%）99.899.9799.9899.9899.9799.9899.97

3次占比（%）3.31.20.700.861.00.61.5

5次占比（%）3.31.92.011.691.81.31.9

7次占比（%）1.80.50.310.720.30.40.6

9次占比（%）0.90.10.310.190.10.10.2

11次占比（%）1.20.90.490.460.50.30.4

表B-4铁心接地电流实测数据（500kV单相&三相一体）

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编号1234567

电压等级500kV500kV500kV500kV500kV500kV500kV

站名○12站A相○12站B相○12站C相○13站A相○13站B相○13站C相○14站

结构单相单相单相单相单相单相三相

额定容量（MW）3343343343343343341140

实时负荷（%）18181835351867.2

投运年限（年）6661164

电流总有效值（mA）2.942.622.8630.9632.342.946.85

基波占比（%）99.9999.9899.9999.9999.9999.991.3

3次占比（%）0.110.090.070.050.050.0498.5

5次占比（%）0.090.080.030.040.030.035.1

7次占比（%）0.070.040.030.020.050.022.0

9次占比（%）0.020.010.010.010.010.0116.3

11次占比（%）0.020.01000.0100.1

表B-5铁心接地电流实测数据（1000kV单相结构）

编号123456

电压等级1000kV1000kV1000kV1000kV1000kV1000kV

站站站站站站

站名○151#○151#○151#○152#○152#○152#

主变A相主变B相主变C相主变A相主变B相主变C相

额定容量（MW）100010001000100010001000

实时负荷（%）46.246.246.253.053.053.0

投运年限（年）666444

电流总有效值（mA）312.987308.510315.245314.441314.122315.531

基波占比（%）99.68399.76899.78899.71399.70099.684

3次占比（%）2.6681.2351.9392.8652.8263.372

5次占比（%）0.6910.8660.8020.8160.7811.937

7次占比（%）0.1810.1690.2310.1440.2560.577

9次占比（%）0.1900.1080.0940.2080.1960.308

11次占比（%）2.0573.6533.2592.0542.0853.262

13次占比（%）1.1301.2171.3401.3711.2461.318

15次占比（%）0.1760.1110.1010.1400.1880.107

17次占比（%）0.3290.4770.2020.2400.2940.297

19次占比（%）0.1070.1250.0630.1320.1240.125

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±800kV换流变压器的典型铁心接地电流波形如图B.2所示：

铁心接地电流

夹件接地电流

中性点电流

图B.2换流变压器的典型铁心接地电流波形（±800kV，Y/D低端换流变）

±800kV换流变压器的铁心接地电流测量分析数据如表B-6所示：

表B-6铁心接地电流实测数据（±800kV换流变）

编号123456

电压等级±800kV±800kV±800kV±800kV±800kV±800kV

极低端极低端极低端极低端极低端极低端

变压器IIIIIIIII

YD/A相YD/B相YD/C相YD/A相YD/B相YD/C相

额定容量（MW）396.2396.2396.2396.2396.2396.2

实时负荷13.44%10.13%

投运年限（年）222222

铁心接地电流

88.3659.2265.4643.6364.2377.30

总有效值（mA）

夹件电流总

767.33784.43715.94665.42750.0661.86

有效值（mA）

±800kV换流变压器的铁心和夹件接地电流的谐波分析数据如图B.3所示：

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下图为极Ⅰ低YD-A相

铁心接地电流夹件接地电流

下图为极Ⅰ低YD-B相

铁心接地电流夹件接地电流

下图为极Ⅰ低YD-C相

铁心接地电流夹件接地电流

下图为极II低YD-A相

铁心接地电流夹件接地电流

下图为极II低YD-B相

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铁心接地电流夹件接地电流

下图为极II低YD-C相

铁心接地电流夹件接地电流

图B.3±800kV低端YD换流变的铁心及夹件接地电流波形

在某220kV变电站，一台变压器在停电检修时发现铁心多点接地，其故障特征为：断开铁心接地引

线测绝缘电阻过低，但油色谱分析正常，经综合分析判断为稳定的多点接地。在停电检修时在铁心接地

引下线上串联了限流电阻来限制铁心接地电流的幅值。限流电阻为滑线式变阻器，型号为BX8-37，规

格2A/1000Ω。目前该变压器已带限流电阻安全运行了1年。该变压器的铁心接地电流波形特征如下图所

示：

（a）空载状态下投入限流电阻（b）空载状态下切除限流电阻

13

DL/TXXXXX—XXXX

（c）20%负载状态下投入限流电阻（d）20%负载状态下切除限流电阻

图B.4存在多点接地故障的某220kV三相一体变压器铁心接地电流波形

该变压器铁心接地电流的测量分析数据如表B-7所示：

表B-7铁心接地电流实测数据（存在多点接地故障的某220kV三相变压器）

编号1234

电压等级220kV

投入限流电阻切除限流电阻投入限流电阻切除限流电阻

检测工况

（空载状态）（空载状态）（20%负载状态）（20%负载状态）

结构三相

额定容量（MW）120

实时负荷（%）00