變壓器鐵心多點(diǎn)接地故障的處理與分析

李斌

摘 要：變壓器在電力系統(tǒng)中具有非常重要的作用，變壓器是否正常運(yùn)行直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。本文結(jié)合個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)，將側(cè)重介紹變壓器鐵心多點(diǎn)接地故障的危害、原因分析、診斷和處理方法，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例進(jìn)行分析。力求實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的最終目的，個(gè)人觀點(diǎn)淺顯，望引起相關(guān)人士的重視，起到拋磚引玉的作用。

關(guān)鍵詞：變壓器 鐵心接地 故障 處理與分析

中圖分類號(hào)：U22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（c）-0111-01

隨著我國(guó)社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷完善和電力電網(wǎng)事業(yè)的迅猛發(fā)展，電力事業(yè)方面的工作也取得了卓著成績(jī)，在這種前提之下，隨之暴露的故障也應(yīng)該得到相應(yīng)的重視。變壓器作為電力系統(tǒng)中的核心設(shè)備，在發(fā)供電環(huán)節(jié)中起著樞紐作用，因此對(duì)其故障的分析診斷也就有了現(xiàn)實(shí)的必要性。鐵心多點(diǎn)接地所引發(fā)的問題就一直是變壓器中比較頻發(fā)的故障之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，變壓器鐵心多點(diǎn)接地故障在變壓器總故障中占第三位，且危害性頗大，所以處理好該問題，對(duì)于變壓器能否正常運(yùn)行具有非常重要的意義。

鐵心作為變壓器的重要組成部分，是變壓器的磁路。當(dāng)變壓器在運(yùn)行過程中，鐵心必須一點(diǎn)可靠接地，而嚴(yán)禁多點(diǎn)接地。鐵心多點(diǎn)接地的故障一般可分為兩類，一種是接地點(diǎn)接地不牢靠，接地電阻變化較大，這種接地稱為不穩(wěn)定接地；另一種是接地點(diǎn)接地牢靠，接地電阻穩(wěn)定無(wú)變化，這種接地稱為穩(wěn)定接地。目前來(lái)說(shuō)，大中型變壓器的鐵心基本上是用一個(gè)引線通過一只接地套管引至油箱體外部接地，而內(nèi)部被絕緣油道等絕緣件隔開的鐵心疊片則是由銅片連接成一個(gè)接地整體。

1 變壓器鐵心多點(diǎn)接地故障的危害

由于鐵心各部位在電、磁場(chǎng)中所處位置的不同，會(huì)產(chǎn)生不完全一樣的電位，形成電位差，而只允許一點(diǎn)接地就是為了保證鐵心各部位的電位一致，鐵心如果不能有一點(diǎn)可靠接地，就會(huì)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生較高的懸浮電位差，當(dāng)這個(gè)電位差達(dá)到擊穿變壓器內(nèi)部絕緣的程度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部放電現(xiàn)象的發(fā)生，久而久之，會(huì)對(duì)變壓器油產(chǎn)生不良影響，并且損壞變壓器內(nèi)部的固體絕緣件，這對(duì)變壓器的正常運(yùn)行非常不利。如果鐵心因?yàn)槟承┰虺霈F(xiàn)兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地的情況時(shí)，鐵心內(nèi)部的接地點(diǎn)之間就會(huì)形成一個(gè)閉合的回路，產(chǎn)生感應(yīng)電壓和環(huán)路電流，從而導(dǎo)致鐵心局部過熱現(xiàn)象的發(fā)生，如果在變壓器的輸出電壓為正常額定值的情況下，出現(xiàn)鐵心局部過熱的現(xiàn)象，那么鐵心多點(diǎn)接地可能是導(dǎo)致其發(fā)生的原因之一，鐵心局部過熱如果沒有得到及時(shí)處理就容易引發(fā)一系列問題，可能會(huì)使變壓器中木質(zhì)墊塊炭化，而變壓器油的溫度一旦超出其所能承受的額定值，就會(huì)被分解并產(chǎn)生可燃性氣體，這對(duì)變壓器的安全運(yùn)行存在著很大的隱患。所以究其根本原因，還是要側(cè)重解決變壓器鐵心多點(diǎn)接地的問題，及時(shí)防治環(huán)流現(xiàn)象。鐵心多點(diǎn)接地還可能會(huì)使變壓器空載損耗增加，產(chǎn)生放電現(xiàn)象。另外由于環(huán)流可通過接地片短路，會(huì)造成接地片過熱，甚至?xí)⑵錈龜?，這些都可能帶來(lái)鐵心燒壞的現(xiàn)象，從而引發(fā)變壓器的重大故障，最終使變壓器無(wú)法正常運(yùn)行。因此變壓器鐵心嚴(yán)禁多點(diǎn)接地。

2 變壓器鐵心多點(diǎn)接地的原因分析

（1）硅鋼片在加工過程中出現(xiàn)問題，帶有較大毛刺或者“發(fā)絲”，與夾件、螺桿、拉板、拉帶等鐵件發(fā)生搭接現(xiàn)象而引起鐵心多點(diǎn)接地。

（2）鐵心硅鋼片邊緣有尖角毛刺、翹曲，接觸到夾件支板而引起鐵心多點(diǎn)接地。

（3）由于外力作用導(dǎo)致拉板、拉帶、鐵軛螺桿等的絕緣損壞，造成與硅鋼片相碰，另外，拉板處連接螺栓如果緊固用力過大，穿透拉板絕緣接觸到鐵心片，都會(huì)造成鐵心多點(diǎn)接地現(xiàn)象。

（4）鐵心絕緣件受潮或表面附有大量油泥，使其絕緣電阻下降，引起鐵心多點(diǎn)接地。

（5）在鐵心裝配、入箱等過程中，落入金屬焊渣、鐵屑或者其他金屬異物，使硅鋼片與夾件、油箱等其它鐵件連接起來(lái)導(dǎo)致鐵心多點(diǎn)接地。

（6）變壓器在運(yùn)輸以及現(xiàn)場(chǎng)安裝過程中，由于震動(dòng)或者外力作用而導(dǎo)致部分鐵心片發(fā)生移位，或者是其它零部件松動(dòng)脫落，接觸到周圍的鐵心結(jié)構(gòu)件而導(dǎo)致鐵心多點(diǎn)接地。

3 變壓器鐵心多點(diǎn)接地故障診斷、處理及相關(guān)注意事項(xiàng)

3.1 變壓器鐵心多點(diǎn)接地的故障診斷

變壓器鐵心只能一點(diǎn)可靠接地，應(yīng)該嚴(yán)禁多點(diǎn)接地。一旦變壓器鐵心多點(diǎn)接地，會(huì)使鐵心產(chǎn)生環(huán)流，從而增加其耗損，如果現(xiàn)象嚴(yán)重，甚至將損壞變壓器。變壓器鐵心多點(diǎn)接地，可以通過合適的方法進(jìn)行檢測(cè)，然后再針對(duì)問題提出相應(yīng)的解決措施。（1）測(cè)量絕緣電阻，如果測(cè)量絕緣電阻值為0或者很低，則可能是由鐵心多點(diǎn)接地導(dǎo)致。（2）對(duì)變壓器中的環(huán)流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如果變壓器鐵心上的小套管出現(xiàn)環(huán)流，則可能是由于鐵心多點(diǎn)接地導(dǎo)致的現(xiàn)象。（3）利用氣相色譜分析法來(lái)對(duì)比，也可以有效的發(fā)現(xiàn)鐵心是否多點(diǎn)接地。

3.2 變壓器鐵心多點(diǎn)接地的處理方法

變壓器由于鐵心多點(diǎn)接地所引發(fā)的故障應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行處理。而鐵心多點(diǎn)接地的形式多種多樣，對(duì)不同的形式應(yīng)當(dāng)采用不同的判斷、處理方法。對(duì)于由鐵心片毛刺、“發(fā)絲”等引起的鐵心多點(diǎn)接地故障，通常采用通過瞬時(shí)大電流的方法來(lái)將其燒斷，也可以采用電容放電沖擊法來(lái)解決此類故障。對(duì)于由較大金屬異物、絕緣損壞等原因引起的鐵心多點(diǎn)接地故障，則需要進(jìn)行吊蓋檢查，吊蓋后對(duì)鐵心硅鋼片、絕緣件、有無(wú)金屬異物等項(xiàng)逐一仔細(xì)進(jìn)行檢查，找出具體引發(fā)原因和故障點(diǎn)，再有針對(duì)性的制定有效的處理方法。

3.3 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例對(duì)鐵心多點(diǎn)接地問題的原因分析和處理方法

現(xiàn)場(chǎng)甘青線錫鐵山鎮(zhèn)變電所001#主變發(fā)生鐵心接地問題，此變壓器型號(hào)為S-QY-16000+10000/110。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)收交接時(shí)，用2500 V兆歐表測(cè)量鐵心絕緣電阻值，檢測(cè)16000 kVA側(cè)鐵心絕緣電阻正常，而在檢測(cè)10000 kVA側(cè)時(shí)鐵心絕緣電阻值為0，由此判斷10000 kVA側(cè)發(fā)生鐵心多點(diǎn)接地問題。在未吊蓋前決定先用變壓器鐵心接地沖擊儀進(jìn)行放電沖擊，反復(fù)操作幾次后發(fā)現(xiàn)絕緣電阻無(wú)變化，鐵心接地現(xiàn)象仍未消失，排除毛刺、“發(fā)絲”等原因的可能性，判斷可能是由于較大金屬異物、絕緣損壞等原因引起的鐵心多點(diǎn)接地，遂決定進(jìn)行吊蓋檢查，吊蓋后對(duì)硅鋼片、絕緣件、鐵心各結(jié)構(gòu)件等進(jìn)行了仔細(xì)的檢查，發(fā)現(xiàn)兩器身連接板的連接螺桿有一根脫落，其余連接完好。該螺桿滾落在鐵心與夾件中間，其螺桿的墊片、螺母散落在變壓器器身墊板及箱底夾件中間。拿出所有掉落螺桿、墊片、螺母并重新連接完好后，檢測(cè)鐵心對(duì)地絕緣電阻值恢復(fù)正常，鐵心多點(diǎn)接地現(xiàn)象消失。

原因分析：

此變壓器器身連接方式采用螺栓連接，而甘青線現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸條件惡劣，可能變壓器由于非正常運(yùn)輸而產(chǎn)生顛簸振動(dòng)使螺桿、螺母、墊片脫落，與鐵心片和夾件、油箱接觸，造成鐵心接地。

4 結(jié)語(yǔ)

如果變壓器出現(xiàn)鐵心多點(diǎn)接地故障而不加以及時(shí)處理，則可能引發(fā)變壓器的重大故障，導(dǎo)致其無(wú)法正常運(yùn)行，致使整個(gè)線路不能正常供電，釀成更大的財(cái)產(chǎn)損失。所以解決好該問題顯得至關(guān)重要。個(gè)人僅結(jié)合學(xué)習(xí)和工作經(jīng)驗(yàn)，希望可以引起相關(guān)人士的重視，最終將問題進(jìn)行妥善的解決。

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