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摘要：近年来电网系统内发生多起110kV及以上变压器绕组变形、绝缘受损故障，除电网结构、系统运行方式、设备质量外，中性点接地失效也对变压器运行造成一定影响。本文通过中性点接地开关（运行现场又叫中性点接地刀闸）日常检修、运维中发现的问题，从现场检修维护的角度对中性点接地开关运检与维护提出可参考的意见和建议。
关键词：变压器；中性点；接地开关；运检与维护
引言
目前，电网变压器中性点的运行方式主要有两大种：1）中性点直接接地系统（中性点直接接地方式、中性点经低电阻接地方式），又称大电流系统，主要用在110kV及以上的供电系统。直接接地系统发生单相接地是会使保护马上动作切除电源的故障点。2）中性点不接地系统（中性点不接地方式、中性点经高电阻接地方式、中性点经消弧线圈接地方式），主要用在35kV 及以下的供电系统。不接地系统如果发生单相接地，系统可以正常运行两小时以内，必须找到故障点进行处理，否则会扩大故障。
对于高压系统（如110kV及以上的供电系统），因电压高设备绝缘考虑成本不会做的很大，如果中性点不接地，当单相接地时，未接地的两相就要能够受√3倍的过电压，瓷绝缘子体积就要增大近一倍，原来1米长的绝缘子就要增加到1.732米以上，不但制造起来不容易，安装也受到较大影响，会使设备投资成本大大增加；另外110kV以上系统由于电压等级高，杆塔高度也较高，故不容易出现单相接地情况，因而就是出现了接地跳闸也不会影响多少供电可靠性，因而从投资的经济性考虑，在110kV及以上供电系统多采用中性点直接接地系统。相反对于低压系统（如35kV及以下的供电系统），单相接地可以运行一段时间（规定2小时），多采用中性点不接地方式或中性点经消化线圈接地方式。
变压器中性点接地开关发生故障的原因主要有两个方面：一是中性点接地开关的制造厂家对产品设计、选材、加工工艺、组装调试及质量控制，未能给予足够重视，造成产品质量和性能难以保证。二是使用单位对于中性点接地开关疏于管理，运检和维护保养工作做得不到位。本文主要讨论变压器中性点接地开关运行过程中常见故障及运检与维护要求。
1 变压器中性点是否接地优、缺点比较
变压器中性点接地系统，优点：对电源中性点接地系统，若发生某单相接地，另两相电压不会升高，这样可使整个系统绝缘水平降低；单相接地会产生较大的短路电流Ⅰs，从而使保护装置迅速准确地动作，提高了保护的可靠性。缺点：对电源中性点接地系统，发生单相接地短路时短路电流Ⅰs很大，断路器及电气设备等要选择较大容量，且还能造成电网系统和通讯干扰。
变压器中性点不接地系统，优点：由于限制了单相接地电流，对通讯的干扰较小，另外单相接地可以运行一段时间，提高了供电的可靠性。缺点：当某一相接地时，另外两相对地电压升高承受√3倍的过电压，易使绝缘薄弱地方击穿或引起电弧放电，从而造成两相接地短路或引发三相短路。
2 变压器中性点运行过程中常见故障
（1）接地开关动、静触头接触面氧化严重（如图1所示），由于所处环境恶劣腐蚀严重、沙尘较多，或动、静触头表面镀银层厚度不达标，造成接触面氧化严重或接触不良，接触电阻明显增大。
图1 动、静触头接触面氧化严重
（2）检修调试时技术参数不达标（触头接触压力、导电回路电阻、分合闸限位、搭接面清洁、螺栓力矩紧固及手动、电动操作不到位等），造成接触部位、搭接面接触电阻增大，流过不平衡大电流时出现拉弧、发热缺陷（如图2所示）。某变电站夜晚进行主变由检修转运行操作，主变投运后发现中性点接地引下线扁铁和钢杆螺栓固定搭接面处发光，如同小灯泡（如图3所示）。查阅电网运行记录显示某110千伏线路出现单相接地故障，停电后检查发现搭接面螺栓松动且有大量积灰，清除积灰、打磨处理接触面并紧固螺栓后再未发生此现象。
图2 触指拉弧或过热烧损
图3 接地引下线扁铁和钢杆螺栓固定搭接面接触不良引起发光
（3）变压器中性点接地引下软连接多年运行因为氧化、腐蚀、金属疲劳等原因出现断股、断裂现象（如图4所示），镀锌角铁锈蚀出现截面积减小等缺陷。甚至出现软连接、镀锌角铁等由于热稳定容量不足导致在单相接地故障时烧断的情况，造成变压器失地运行而引起设备损坏事故。
图4 接地引下线软连接多股断裂
（4）握手线夹螺栓松动，造成引流线松动或脱出。引流线位置调整不当，受力不均匀，在风摆作用下出现断股现象。
（5）挂、拆接地线时因人员操作不当，造成引流线松股、散股现象。
3 变压器中性点运行操作、巡视要求
（1）切合110kV及以上有效接地系统中性点不接地的空载变压器时，应先将该变压器中性点临时接地。若中性点失效则会因断路器非同期操作、线路非全相断线等原因造成变压器中性点电位异常抬升，可能导致变压器中性点绝缘损坏或中性点避雷器发生爆炸。
（2）110kV及以上中性点有效接地系统中投运或停运变压器的操作，中性点应先接地。投入后可按系统需要决定中性点接地是否断开。
（3）对中性点直接接地变压器，发生不对称短路故障后，应检查变压器中性点成套装置、接地开关及接地引下线有无烧蚀、伤痕、断股等现象。防止出现失地运行，造成保护拒动、主变绝缘烧损等严重后果。
（4）中性点接地开关非紧急情况下远方遥控操作后，需要运维人员进行现场确认检查，防止合闸不到位、触指弯曲变形或电动机构电机不停过热烧损。
4 变压器中性点接地开关运检与维护要求
4.1 变压器中性点接地引下线安装工艺质量要求
（1）变压器中性点应有两根与主地网不同干连接的接地引下线，并且每根接地引下线应符合热稳定校核的要求。接地引下线连接正常，无松弛脱落、位移、断裂及严重腐蚀、机械损伤等情况。
（2）明敷的接地引下线表面涂刷的黄绿色相间的条纹应整洁，完好；无剥落、脱漆。
（3）接地引下线连接引线应便于定期进行检查测试，导通电阻应不大于200mΩ，且导通电阻初值差≤50%（注意值）。对于电阻超标情况应及时安排计划开挖处理，防止在有效接地系统因接地失效出现孤立不接地系统并产生较高工频过电压的异常运行工况，并防止棒间隙保护失去作用。
（4）螺栓连接应采用直线连接或垂直连接两种方式，螺栓应有防松动措施（螺栓可采用防松螺帽或对于接地扁铁可采用永久焊接方式）。螺栓连接应牢固，压接紧密，螺栓丝扣外露长度一致2到3丝，配件齐全。
4.2 变压器中性点接地开关检修质量要求
（1）接地开关在合、分闸过程中无异响、无卡阻。
（2）触头表面平整接触良好，镀层完好，合、分闸位置正确，合闸后过死点位置正确符合相关技术规范要求。触头压（拉）紧弹簧弹性良好，无锈蚀、断裂，引弧角无严重烧伤或断裂情况。导电臂及导电带无变形，导电带无断片、断股，镀层完好，连接螺栓紧固。
（3）接线端子或导电基座无过热、变形、裂纹，连接螺栓紧固。
（4）绝缘子无破损、放电痕迹，法兰螺栓无松动，粘合处防水胶无破损、裂纹。
（5）传动部件无变形、开裂、锈蚀及严重磨损，连接无松动。
（6）设备线夹无裂纹、无发热。引线无烧伤、断股、散股。
（7）接地开关技术参数，符合相关技术要求，导电部位回路电阻测试数据应符合产品技术规定。
4.3 变压器中性点接地开关检修周期要求
（1）半年进行一次红外热像检测（可根据实际情况缩短检测周期）。
（2）一个月进行一次外观检查（可根据实际情况缩短检查周期），对发生接地异常工况应及时进行巡视检查，防止出现2.3所示情况。
（3）三年进行一次例行检查，可结合停电测量主回路电阻，便于发现回路电阻异常，为检修提供技术支撑。
（4）对重污秽、重污染、风沙较大地区可缩短检修周期，根据实际情况更换触头、触指或进行整体更换。
5结语
由于变压器中性点接地开关正常工况下流经电流为零，即使出现中性点位移零序电流也不会很大，故日常巡视中不易发现缺陷，且由于对中性点接地开关检修工作重视程度不够，造成系统不良工况下出现异常情况。通过对运检过程中发现问题阐述，需要加强变压器中性点接地开关订货、安装、巡视、检修及异常工况下的检查、试验，防止因中性点失地运行造成电网设备故障。
参考文献
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论文作者:黄囤,翟亮,李焕友
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/14
标签：变压器论文; 螺栓论文; 系统论文; 单相论文; 电阻论文; 故障论文; 方式论文; 《电力设备》2018年第3期论文;