关键词：电力变压器；铁芯；故障；分析
1电力变压器铁芯接地故障的概念
电力变压器铁芯接地故障是电力变压器的常见故障之一。这种故障会造成电力变压器铁芯局部过热，使得瓦斯继电器频繁动作，特别严重的时候会导致局部变压器铁芯受损，此外电力变压器铁芯的正常接地线会产生环流，从而导致电力变压器的局部过热。所以，及时准确地判断出电力变压器铁芯接地故障产生的原因以及故障点，采取正确的措施解决故障意义重大。
2 故障原因和危害
2.1 故障原因
在安装变压器的过程中，由于相关工作人员疏忽大意，不慎遗落金属异物，导致变压器铁芯发生多点接地故障。另外，当铁芯受潮时，会影响到变压器铁芯的绝缘性能，损坏变压器元件。潜油泵轴承磨损严重也是变压器铁芯故障的常见成因，一方面，潜油泵的使用将直接影响铁芯接地的效果；另一方面，在轴承的磨损过程中，容易产生金属粉末，长时间与变压器的硅钢片接触，容易导致变压器铁芯出现多点接地的情况。在变压器生产加工过程中，相关工作人员没能按照规定清理杂质，使得变压器铁芯出现杂质导通短路的情况，从而影响变压器的正常运行。
2.2 变压器铁芯多点接地故障的危害
铁芯是变压器的磁路部分，也是变压器的核心元件，其质量将影响到变压器的正常运行。在变压器正常运行中，带电的绕组及引线与油箱间构成的电场为不均匀电场，铁芯和其他金属物件就处于该电场中，产生悬浮电位，由于铁芯及其他金属构件所处的位置不同，具有的悬浮电位也不同，当两点之间的电位差达到能够击穿其间的绝缘时，使产生火花放电。因此，变压器安装完毕后，铁芯通过绝缘小套管来接地，可以在运行中监视铁芯接地电流。在此，需要注意的是，当变压器处于运行状态时，不允许铁芯多点接地，否则会导致变压器铁芯产生环流，铁芯过热而烧损。另外，构件之间存在着电位差，这会严重影响变压器铁芯的电容放电功能。因此，为了消除悬浮电位的不良影响，应当按照绕组的电位来安排寄生电容与金属构件之间的具体电位。这样一来，不但消除了电位差，还延长了变压器铁芯的电容放电时间。然而，一旦变压器铁芯出现多点接地的情况，就会在绕组之间形成闭合回路，引发环流的现象。出现这种情况时，轻则会导致局部过热，影响变压器铁芯的绝缘性能；重则铁芯被损坏，引发严重的烧损事故。
3 电力变压器铁芯接地故障类型
电力变压器正常运行时，铁芯必须接地，而且必须是一点接地，以保证铁芯在高电场中仍与大地等电位。当变压器在运行中发生两点以上同时接地的时候，铁芯与大地之间会形成环流，造成铁芯多点接地发热故障。变压器铁芯多点接地的原因有很多，常见的有以下几种：
（1）铁芯绝缘受潮或者损伤，箱底沉积水分以及油泥，
造成绝缘电阻下降，从而导致铁芯多点接地。
（2）穿芯螺栓钢座套过长与硅钢片短接。
（3）由于安装时疏忽导致铁芯碰壳，碰夹件。
（4）由于潜油泵的轴承磨损使得金属粉末进入到油箱中，由于电磁力的作用而形成桥路，垫脚或者箱底会与下铁轭接通。
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（5）由于加工工艺和设计原因导致接地片短路。
（6）由于外界因素以及相关附件导致的多点接地。
4 铁芯接地故障的处理
4.1 变压器不能停运时的临时排除方法
①有外引接地线，如果故障电流较大时，可临时打开地线运行。但必须加强监视，以防故障点消失后使铁芯出现悬浮电位。②如果多点接地故障属于不稳定型，可在工作接地线中串入一个滑线电阻，使电流限制在 1A 以下。滑线电阻的选择，是将正常工作接地线打开测得的电压除以地线上的电流。③要用色谱分析监视故障点的产气速率。④通过测量找到确切的故障点后，如果无法处理，则可将铁芯的正常工作接地片移至故障点同一位置，用以较大幅度地减少环流。
4.2 彻底检修措施
监测发现变压器存在多点接地故障后，对于可停运的变压器，应及时停运，退 出后彻底消除多点接地故障。排除此类故障的方法，根据多点接地类型及原因，应采取相应的检修措施。但也有某些情况，停电吊芯后找不到故障点，为了能确切找到接地点，现场可采用如下方法。（1）直流法。将铁芯与夹件的连接片打开，在轭两侧的硅钢片上通入6V的直流，然后用直流电压表依次测量各级硅钢片间的电压，当电压等于零或者表指示反向时，则可认为该处是故障接地点。（2）交流法。将变压器低压绕组接入交流电压220～380V，此时铁芯中有磁通存在。如果有多点接地故障时，用毫安表测量会出现电流（铁芯和夹件的连接片应打开）。用毫安表沿铁轭各级逐点测量，当毫安表中电流为零时，则该处为故障点。（3）串联电阻限流。在运行中发现变压器存在铁芯接地故障后，当电网负荷调配方式不能退出运行时，应采用串联限流方式应急，以限制铁芯接地回路的环流，防止故障点的进一步扩大。假如发现某变压器在运行中存在铁芯接地故障后，再加上由于当时系统用电紧张，暂不能退出，进行了吊罩处理，效果很好。在应用此方法时须注意两个问题：①电阻要选择适当，既能将电流限制在符合变压器运行规程要求内，又能保持铁芯处于接地电位；②选择电阻时注意所串联的热容量，以防在投运后烧毁电阻，造成铁芯开路。（4）电容放电冲击法。此方法是在变压器退出运行后，且认为铁芯多处接地故障是由于悬浮物及毛刺在电磁场作用下形成导电小桥时使用，通过放电烧断小桥。再如前所述某变压器采用该方法后，测量铁芯对地绝缘电阻很大，甚至达几千 M 。一般情况下，选电容值为 50μF 左右，直流输出约为1 000V。但对于吊罩检修的变压器，由于铁芯毛刺或其他异物引起铁芯多处接地故障，并在吊罩检查处理无效的情况下，采用电容放电冲击法或大电流冲击法来烧掉毛刺即烧断导电小桥比较有效，且在操作时速度要快，不宜多次连续采用，因为铁芯对地的绝缘垫片较薄。
5 结束语
总之，出现变压器铁芯多点接地故障应及时、准确地诊断故障类型，确定相应的处理方式，对于油泥等不稳定接地故障，不宜盲目采取吊罩检修方法，可用电容冲击法排除，以免造成人力资源的浪费和停电损失。变压器内部是否存在铁芯多处接地故障，通常利用上述方法进行综合分析判断是比较准确有效的。从已发现并消除的变压器在运行中发生的多处故障来看，造成此故障的原因主要是变压器箱底不清洁所致。
参考文献：
[1]张俊，张兴存，张慧.变压器铁芯多点接地故障的判断及处理[J].宁夏电力，2011（4）:26-29.
[2]王秋荣.对变压器铁芯多点接地故障的分析及处理[A].科技部.2014年全国科技工作会议论文集[C].科技部，2014（2）.
论文作者:相亚楠
论文发表刊物:《中国电业》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：铁芯论文; 变压器论文; 故障论文; 多点论文; 电位论文; 环流论文; 电力变压器论文; 《中国电业》2019年11期论文;