摘要：近年来，基于振动的变压器铁芯松动判定问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了绝缘油常见的故障类型，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就其现场检测、判断故障方法展开了 研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：振动；变压器；铁芯松动；判定
1前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，基于振动的变压器铁芯松动判定的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对变压器振动问题的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化铁芯松动判定工作的最终整体效果。
2概述
电力变压器铁芯和绕组的压紧程度随运输、安装、运行的绝缘老化以及短路事故而逐渐降低。铁芯松动与绕组松散将对电力变压器抵御短路电流冲击能力产生巨大的威胁，容易造成大的事故。因此，开展电力变压器铁芯及绕组运行状况的在线监测、故障诊断，对于及时发现电力变压器故障隐患并进行针对性的检修具有很强的指导意义。近年来，基于振动信号分析电力变压器状态的方法取得了一定的研究成果。对不同电压下变压器铁芯振动进行了较为全面的测试，为构建基于傅里叶分析的数学模型奠定了基础；以希尔伯特—黄变换能量谱的变化为依据对铁芯的故障状态进行判别；用小波包分析方法以频段能量的变化为依据，对铁芯故障信号进行分析判别。上述方法基本上是使用铁芯的谐波能量或时频带能量的变化对铁芯的状态和故障进行分析和诊断，需要考虑电压变化以及传感器型号不同对故障判断的影响，而且油浸式变压器油箱有一定的固有频率，这对从油箱表面获得的振动信号有一定的影响，使得这些方法的准确性有一定的局限。
3绝缘油常见的故障类型
3.1热性故障
此类故障一般是因为分接开关或者是铁芯接或者局部短路引起的，一般存在内部相接触的部件、引线较松，接触不良都可以造成局部放电发热，简单的发热会造成温度升高，出力减小，严重的发热则造成缘加速劣化，缩小变压器的寿命。
（1）简單的发热主要是甲烷和乙烯，而且当故障点的温度较低时，甲烷所占比例大，当温度急剧上升的话，主要是由乙烯和氢气所占的比重加大。这种情况下一般不会产生乙炔。
（2）因变压器内有大量的绝缘纸及固体绝缘材料时，所以不可避免还产生大量的一氧化碳和二氧化碳。
3.2电性故障
所谓电性故障，通常说的是高能量放电，如线圈匝、层间绝缘击穿、接地、短路等，一般都有乙炔气体产生，乙烯和甲烷也占有一定的份量，总烃很高。并且在绝缘纸内部或者其他固体绝缘里面的气体空穴内或悬浮带电体的空间内，会产生氢气。
3.3水汽故障
由于变压器体积过大，各个密封地方太多，不可避免存在局部密封性不严造成水分进入，比如非电量保护处的温度计探头处经常出现进水的现象，一旦变压器内部进水受潮时，油中水分和含湿杂质易形成“小桥”，进而发生小桥原理放电进一步而产生氢气，另一方面，由于高温度或者是电弧的作用下，还会把水分子电解，使生产气体，如产生大量的氢气。
4现场检测、判断故障方法
4.1测绝缘电阻的方法
按DL596-96《电力设备预防性试验规程》中规定“采用2500V兆欧表，测量其铁芯的绝缘电阻。”其标准为：“①变压器铁芯的绝缘电阻应大于10000MΩ；②与以前测试结果相比无显著差别。”此测量方法，是在停电后进行测量，此方法适用于投运前、大修后。
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4.2测铁芯接地电流的方法
按DL596-96《电力设备预防性试验规程》中规定“运行中铁芯接地电流一般不应大于0.1A”。可使用高精度选频钳形电流表，采用电测法，在不改变原设备接线的情况下，在变压器铁芯接地引出线处直接测量运行状态下接地电流值。
4.3其他检测、判断故障方法
4.3.1用绝缘油试验综合分析法：依据运行、试验的经验，一般当方生变压器铁芯多点接地故障时，变压器绝缘油色谱分析数据结果有以下特点：①总烃含量较高，超过国标规定150ppm的注意值。②总烃产气速率超过国标规定注意值范围，其中乙烯的产气速率上升较快。③用IEC三比法，特征气体的比值编码一般为0、2、2。④甲烷及烯烃组分很高，而一氧化碳气体变化甚少或正常时，有裸金属过热现象等。
4.3.2用电测法判断故障方法：在停电后进行诊断性试验的方法一般有两种，其一为直流法，将铁芯与夹件的连接片断开，在铁轭与两侧的硅钢片上通入6V左右的直流电流，后用直流电压表依次测量各级硅钢片间电压，当被测处电压为零或表计指针反向时，该处位置为故障接地点。其2为交流法，将铁芯与夹件的连接片断开，再将变压器低压绕组接入220VAC交流电压，此时变压器铁芯中便有磁通存在，如果有多点接地故障时，用毫安表测量会测得电流，用毫安表沿铁轭各级依次逐点测量，当毫安表在电流为零时，该处位置为故障接地点。以上这两种方法均可检测出变压器铁芯多点接地的故障位置，可依据现场实际情况进行选择。
5故障处理和案例分析
5.1运行中的应急处理
变压器发生多点接地时，若不能及时退出运行者，则应加强监视，并采取临时措施，限制接地故障的发展。①降低变压器的循环色谱分析、监控故障点产生气体；②定期测量地球当前的铁芯，如故障电流较大，可以打开临时地面操作，但应加强监测，避免点故障消除后铁芯暂停潜力，产生放电；③对于不稳定的地面，可以字符串堆芯接地铅变成一个可调电阻，限制0.3下铁芯接地回路的循环。
5.2吊罩检查
对于铁芯多点接地，变压器的吊芯检查是最可靠的办法。为了减少器身跟空气的接触时间，一般进行以下检查或处理：①外观检查。检查铁芯和夹持板是否有碰撞、硅钢片是否有波鼓起、上下夹紧件和芯之间、芯柱与拉板无异物、夹和罐壁是否有碰撞、铁轭和底部是否有异物桥接短路。②直流法。将铁心与夹件的连接片打开，用直流电压表测量相邻硅钢片之间的电压，当电压表指示为0或为负时，认为该地点是故障点。③交流法。低压侧接入220V或者380V交流电压，高压侧和中压侧短接接地，沿着铁轭逐级测量，当毫安的电流为零，则此处为故障点。④铁芯加压。将铁心的接地点断开，给铁心加电压，若在升压过程中会听到放电声，根据放电火花可观察到故障点。
5.3放电冲击法。当变压器不适合吊罩时可以用放电冲击法，这种方法应该检查现场的具体情况，主要有电容冲击法和电焊机冲击法。
某220KV主变进行油色谱分析时发现总烃异常升高。测量铁芯接地电流小于100mA。铁芯对地绝缘电阻为10，000MΩ，夹件对地绝缘电阻也为10，000MΩ，铁芯对夹件绝缘电阻为5.2Ω，判断铁芯与夹件之间可能碰触现象。
总烃、甲烷、乙烷在2012.4.28日试验时已经出现明显升高现象，怀疑变压器内部发生局部过热现象。用2500V兆欧表测量变压器绝缘电阻时有明显放电声，根据放电声查找发现铁芯定位杆与油箱间的纸绝缘破损，导致定位杆与上夹件碰触，导致铁芯对夹件绝缘电阻很小，更换纸绝缘重新测量铁芯对夹件绝缘为10，000MΩ，恢复正常。
6结束语
综上所述，加强对基于振动的变压器铁芯松动判定问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的变压器铁芯松动判过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
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[3]张占，等.浅评电力变压器的预防性试验[J].电气试验.2016（21）：88-89.
论文作者:贾浩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/16
标签：铁芯论文; 变压器论文; 故障论文; 方法论文; 测量论文; 电流论文; 多点论文; 《基层建设》2018年第3期论文;