摘要：如今，我国所制造的大中型变压器的铁芯都经一只套管引至油箱体外部接地。电力变压器在处于正常的运行状态下，在绕组周围有电场存在，而夹件和铁芯等金属构件处于该电场中。如果没能使铁芯可靠接地，就会出现充放电现象，从而导致绝缘损坏。因此，铁芯必须可靠接地。鉴于此，本文就变压器铁芯多点接地的危害及防治展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：变压器；铁芯多点接地；危害；防治
1.变压器铁芯多点接地的分析判断
1.1铁芯多点接地简介
变压器在处于正常稳定的运行状态下，引线、带点绕组和油箱构成的电场构成了不均匀电场，铁芯以及其他的各个金属构件处在该电场中。因此，大地和铁芯之间产生了一定的电位，将这种现象称之为悬浮电位，如果两点之间的电位差达到了可以击穿其间的绝缘时，就会出现火花放电现象，使壳体和铁芯接地，将这种接地称之为铁芯的悬浮接地现象。此外，接地是因为变压器铁芯和附件由于制造工艺不良或者设计方法的原因，导致局部间隙太小或者是铁芯的各个绝缘降低，在变压器运行的过程中，铁芯以及其他的部件受到电磁作用或者在受热的作用下，使得铁芯碰壳形成接地，将这种接地称之为硬接地。按国家的标准规定，电力变压器的较大金属零件和变压器铁芯需要借助油箱可靠接地。如此一来，大地和铁芯之间的寄生电容会出现短接现象，导致铁芯处于零电位。一旦变压器的铁芯出现悬浮接地或者硬接地，铁芯中就会出现两点以上的接地，将这种现象称之为多点接地。在多点接地间会形成闭合回路，受点位差的影响就会出现环流，从而引发一系列故障，为确保变压器的安全运行，应该尽可能避免变压器的铁芯出现多点接地故障。
1.2铁芯多点接地故障的判断
（1）测量铁芯绝缘电阻：如果绝缘电阻较低或者为零，就说明有可能存在铁芯接地故障。（2）监视接地线中环流：对夹件或者铁芯通过小套管形成接地的变压器，需要对接地线中是否有环流存在，如果环流超过了0.1A，就需要让变压器停运，并且对绝缘电阻的铁芯进行测量。（3）气相色谱分析：应该做好油中含气量的气相色谱分析工作，这也是发现变压器铁芯多点接地最有效的方法之一。出现铁芯接地故障的变压器，其油色谱分析数据中，总烃含量超过“变压器油中溶解气体和判断导则”（GB7252-87）规定的注意值（150uL/L），其中乙烯(C2H4)、甲烷(CH4)含量低或没有，即未达到规定注意值（5uL/L）。若乙炔也超过注意值，则可能是动态接地故障。气相色谱分析法可与前两种方法综合使用，以判定铁芯是否多点接地。
2.变压器铁芯多点接地故障的原因分析
造成多点接地故障的起因是铁芯与外接变压器短路接地，而这一切的罪魁祸首只是一些金属粉末。常见的大中型变压器普遍配备潜油泵装置，这些影响恶劣的金属粉末就来自于轴承的磨损。这些始作俑者一旦钻了空子进入油箱，受电磁场的影响，就会集结成带电小桥，导致多点接地故障。
3.检测变压器铁芯多点接地故障的常用手法
（1）在确定变压器停运时，即检测人员的安全性有保障的前提下，可以直接对相应的零件绝缘电阻进行检测。若绝缘电阻较以往检测相比出现大幅度下降的情况，基本可以推测出铁芯存在接地故障。（2）利用气相色谱分析法，这种方法在检测多点接地故障时是最普及的检测方法。通过检测油中含气量并比照正常数值来判断是否出现多点接地以及多点接地的具体程度。色谱分析的结果如果是一氧化碳和二氧化碳含量均在正常范围内，但烃类成分含量处于较高水平，就意味着铁芯过热，也即变压器铁芯多点接地的可能性八九不离十。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若检测出乙炔，则基本可以断定铁芯多点接地状况是存在的但是这种状况是间接性的。电容直流电压放电冲击法直观来说，这种方法借助能产生电流直流电压的设备放电对变压器铁芯造成一个冲击，通过瞬间产生的强大电流将残留物质冲离原位或者直接熔化或烧毁。但是放电电容电压应该严格控制在3000V以内，防止造成绝缘垫片的损坏。
4.故障处理
目前行业内对变压器铁芯多点接地的处理方法有以下几种。串接限流电阻。在主变不停电的情况下，可以在主变铁芯接地引下排处安装一限流电阻，以限制铁芯多点接地引起的环流，将接地电流限制在0.5A以下，主变可以暂时运行。此方法不能彻底解决多点接地问题，须进行严密的跟踪观察，包括接地电流测量，油样色谱分析。冲击放电法。主变停电，拆掉铁芯接地套管上的接地排后，在套管的铁芯引出处与主变外壳之间加大电流进行冲击，电流大小在300～600A之间，此办法可以将变压器内部铁芯与地之间的小质量金属接触物、或者铁芯毛刺、金属碎屑等在大电流的电动力的作用下产生移位，使铁芯接地电阻恢复至合格的范围之内。可采用保护试验用大电流发生器，电容器或者电焊机来输出大电流进行冲击放电。吊罩检修。对于主变安装工艺质量原因造成的铁芯直接碰外壳、碰夹件、铁芯绝缘受潮等引发的多点接地故障，用冲击法就不能处理，必须进行吊罩检修了。结合历史色谱分析数据的比较分析判断，总烃是在短时间内突发，结合变压器油三比值方法分析，判断变压器内部出现了长时间300～700℃的中温过热，说明铁芯对夹件及地之间的短接比较牢固，排除金属碎屑搭桥造成接地的可能，所以决定采用吊罩检修的方式处理。考虑吊罩工作时间长且11月份雾霾天气，空气中灰尘颗粒多，湿度大，不能满足吊芯罩对环境的要求，就决定返厂吊罩维修。
2018年11月17日返厂后，在厂家技术人员配合下在对1号变吊罩检查，利用2500V绝缘摇表摇测铁芯对外壳绝缘，听到接地点处放电声，循声找到接地点。在A相绕组下部夹件与铁芯之间的5mm厚绝缘纸板与支撑木板发生偏斜，导致铁芯与夹件接触，分析原因，是变压器在车间装配时工艺把关不严，造成夹件对绝缘纸板与绝缘木板的紧固力不强，加之长时间运行震动逐渐造成绝缘件的倾斜，最终导致铁芯与夹件的接触，由于本变压器夹件直接接于外壳，最终导致铁芯多点接地的发生。对故障点处的绝缘件进行更换，增加了绝缘纸的厚度，对导体连接、夹件连接螺丝全部紧固，摇测绝缘达到2500MΩ，进行装配，对不合格的变压器油全部过滤合格后，本体注油，并进行出厂试验，数据合格。21日在郭村变对1号变进行现场重新安装，对散热片、油枕注油，变压器油静置24h后，23日现场对主变进行试验，铁芯接地电阻2500MΩ合格，且其他数据合格。重新恢复送电，投入运行，对铁芯接地电流进行测试为28mA，合格。其后又进行多次接地电流测试，并进行了主变本体油样色谱分析都合格，说明1号变运行正常，铁芯多点接地现象已经排除。
结束语
（1）运行中的变压器最好能在铁芯接地线上装设变压器铁芯接地电流在线监测装置，便于及时发现故障。特别是在放电冲击法消除接地现象后，更要加强监视，防止再次形成故障。（2）当出现铁芯多点接地故障时，要在综合测定和全面分析检查后，视具体情况选择处理方案，切不可盲目进行放电冲击或电焊烧除，以免造成绝缘损坏，故障扩大。（3）每次吊芯大修时，一定要清洁油箱底部的油泥铁锈等杂物，并用油进行一次全面冲洗。（4）加强潜油泵及冷却器的检修，防止由于轴承磨损或金属剥落，造成变压器铁芯多点接地故障。
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论文作者:吴必林
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/8/30
标签：多点论文; 铁芯论文; 变压器论文; 故障论文; 电流论文; 色谱论文; 环流论文; 《城镇建设》2019年第13期论文;