摘要：随着我国城市化进程的加快，电能需求不断攀升，各类变压器的数量也不断增加。而变压器作为电能传输中的关键设备，出现故障后如果不能及时发现并处理，将产生十分严重的后果，随时可能造成大面积的停电事故，造成严重的社会影响和经济损失。
关键词：变压器；铁芯；多点接地
1铁芯多点接地常见原因
导致铁芯多点接地故障的原因多种多样，比如：（1）安装不规范，铁芯和外壳、夹件相连；（2）穿芯螺栓钢座套长度不合适，和硅钢片相连；（3）铁芯绝缘因为各种原因受损，铁芯高阻多点接地；（4）潜油泵轴承在运行过程中因磨损掉落金属粉末，由此产生桥路，导致箱底和铁轭多点接地；（5）接地片存在先天性缺陷，在使用过程中出现短路现象；（6）其他附件松动后和大地相连；（7）主变内部存在金属异物，或铁芯因先天性缺陷存在毛刺、铁锈等，和大地相连。
笼统而言，铁芯多点接地包括两种情况：不稳定接地、稳定接地。前者指的是和大地的连接不稳定，接地电阻波动明显，通常是因为处在磁场中的异物产生导电小桥造成的，比如金属粉末等；后者别名死接地现象，和大地的连接十分稳定，接地电阻为定值，通常是因为变压器工艺或安装问题导致的，比如铁芯穿过芯螺栓、压环压钉等导致绝缘性能降低。
2铁芯多点接地判断方法
2.1带电检测法
该方法的具体操作步骤是，用钳型电流表测量接地引下线的电流值，通常情况系该电流值为 100mA 以下；当测量值大于这一数值时，甚至达到几安、几十安时，就认定出现了内部环流，有多点接地的情况；具体测量时，若电流表测得数值忽大忽小，不稳定时，可在接地下引线并联短路线并串入交流电流表，打开固定的接地下引线直接测量即可。
2.2停电检测法
具体的检测步骤是，先断开变压器的接地下引线，使用 5000V 的电表对变压器铁芯进行绝缘电阻检测，若绝缘阻值很低，则较大可能出现了多点接地的情况。
2.3气相色谱分析法
气相色谱分析法主要是对变压器内部的油雾进行检测分析，对气体的色谱进行分析，从而查找故障所在。这种方法可以带电测量，缩短检测周期，效果明显，是现在检测电压器铁芯多点接地最主要也是最重要的手段。通常多点接地故障的气体色谱具有一点特点，主要表现为，C2H4含量过高，且伴有总陉含量迅速增加的现象，其是多点接地故障的最主要特征；用IEC三比值法，所测特征气体的比值编码一般为 0、2、2；经过测算的故障点温度通常在700～1000℃。当气体分析出现以上情况，且通过检查证明不是油泵故障或开关不良接触，基本可以肯定是铁芯多点接地造成。
3变压器多点接地的现场处理措施故障处理手段
3.1不吊芯临时串接限流电阻
一旦确认发生了铁芯多点接地故障，为了避免设备出现更严重的异常现象，必须马上停止变压器运行，对其吊芯进行检查，维修或更换。但对于必须保持供电的情况，可以采取临时性的处理措施，比如通过串联的方式，在外引铁芯接地回路上安装电阻，降低故障导致的环流，避免故障朝着更加严重的方向发展。
在采取上述临时性措施之前，首先要确定铁芯接地回路的环流以及开路电压的大小，据此进行计算，得到串联电阻阻值。通常情况下，为了确保环流不超过 0.1 A，同时确保铁芯基本处于低电位，串联电阻的阻值过大、过小都是不合适的。另外，该电阻的热容量也是必须考虑的，否则有可能烧坏，导致铁芯开路。
3.2吊芯检查
吊芯后应从如下几个角度逐一检查。
（1）逐个测量所有的夹件和穿心螺杆对铁芯的绝缘值，以排除非故障部位。
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（2）查看间隙、槽部等部位是否存在各种金属异物。
（3）将附着在铁芯或绝缘垫片上的铁锈或油泥清理掉，对于视野盲区部位，通过铁丝清理。
（4）用油液或氮气清理间隙部位。
（5）通过榔头轻微地敲打夹件，在敲打的过程中通过摇表测量绝缘值是否稳定，确定并处理动态接地点。
同时建议遵循以下步骤。
（1）外观查看。检查铁芯和夹件支板的间距，硅钢片是否平整，夹件和铁芯、铁芯柱和拉板中间是否存在异物，夹件和油箱壁的间距，下铁轭和箱底是否存在异物等，排除外观异常后，进行其他的试验。
（2）直流法。打开铁芯和夹件的连接片，将 6 V直流注入铁轭两边的硅钢片中，通过直流电压表测量不同硅钢片的电压，一旦电压值为零或为负数，证明该部位发生接地故障。
（3）交流法。对变压器低压绕组施加 220~380 V交流电压，如果高、中压侧存在短路接现象，铁芯里面能够发现磁通的存在。如果发生了多点接地故障，在断开铁芯和夹件的连接片的情况下，通过电流表测量发现电流不为零。测量铁轭各级的电流，电流为零的地方发生故障。相比测电压法，这种方法更为实用和准确。若两种方法都无法定位故障点，可以判断铁芯下夹件和铁轭阶梯中间的木块含水量过高，或存在油泥。此时清理油泥并使过多的水分蒸发后，故障解决。检查含水量的方法主要是对变压器油展开微水分析。
（4）铁芯加压法。使用这种方法时，首先断开铁芯接地点，然后通过交流试验装置，对铁芯施加一定的电压，如果故障点不稳定，就会释放出放电的声音，产生电火花的位置即为故障位置。不断提高试验装置的电流，若电压保持不变，并未发生放电现象，证明接地故障点十分稳定，在这种情况下应该使用电流法进行进一步的判断。
（5）铁芯加大电流法。同样断开铁芯接地点，然后通过电焊机装置将电流充入铁芯中，在故障接地电阻值较大的情况下，在电流不断升高的过程中，故障位置的温度会在短时间内大幅提高，变压器油发生分解，释放出大量的烟雾，据此可以定位故障位置。处理故障后，通过上述第四种方法检查处理是否有效。
3.3放电冲击法
考虑到变压器不应该和空气接触太长的时间，及其装配型式这一因素，接地点的定位难度很高，尤其是多种原因导致的多点接地，更难判断和识别。针对这样的故障，应该结合现场环境、接地方式和程度选择放电冲击法，无论是否为吊芯状态，都可以采用这种方法。常用的放电冲击法包括电容直流电压法以及电焊机交流电流法。前者只能识别并定位金属性接地故障，不过电流控制难度高，这种故障的发生率并不高，接地电阻通常达到几百欧级别。后者则较为经常使用。
检查铁芯上的放电和发热位置，如果未能定位故障，将充、放电电压提高到1000V，不超过3000V即可，如果在充放电过程中故障消失，铁芯对地绝缘超过 200 MΩ，同时复测线圈绝缘电阻、介损及漏泄电流与预试时基本相同后，即可判断缺陷消除。
结语：综上所述，针对多点接地这种发生率较高的故障，应该采取的分析和处理方案是：（1）分析各项数据（主要指的是变压器油色谱数据以及电气数据），识别故障类型。（2）设备运行状况分析，判断铁芯多点接地故障类型。了解变压器的使用时间、负荷状况，是否发生过故障，安装时的试验结果等，然后结合数据分析结果，判断属于哪一类接地故障。（3）采取紧急措施，排除不稳定接地故障，避免故障进一步恶化。（4）停电检修，彻底排除铁芯多点接地故障。
参考文献：
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论文作者:安鑫
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/13
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