摘要：变压器目前在电力系统中的应用范围越来越广泛。但因为其结构特点，使铁芯接地成为常发性故障，统计资料表明，铁芯接地故障占变压器总故障的1/3左右。在实际工作中，现场对铁芯多点接地危害的重视程度也不足够，常引起低压绕组绝缘性能破坏。由此来探讨变压器铁芯多点接地的危害及诊断处理方法，以期能够对提高变压器运行质量和效率提供帮助。
关键词：变压器；铁芯多点接地故障；处理方法
前言：随着电力行业的安全稳定的运行和发展，电力变压器的故障分析判断与状态检修作为目前电力系统实现体制转变、提高电力设备的科学水平的有力措施，也是今后在电力生产中继续努力和发展的方向。在电力系统中，电力变压器是能量转换、传输的心脏，是电网中最重要、最核心的设备。电力变压器的绕组和铁芯是传递、交换电磁能量的主要元件。保障它们的安全可靠运行是大家都关注的问题。如果在发供电中，变压器出现问题，将会严重影响整体电力系统的安全运行，造成不可避免的损失。多点接地故障是大型变压器的常见故障之一，且原因较为复杂。
1变压器铁芯多点接地的危害
大部分国内生产的大中型变压器所含有的铁芯均通过套管和大地相连，这种设计的原因是当设备处于运行状态下时，绕组会产生电场，铁芯等部件被该电场所包围，场强不同，铁芯不和大地相连，长时间反复的充、放电会使其寿命大幅缩短。若设备出现异常，铁芯在另一点和大地相连，会因此引发铁芯多点接地故障。一旦发生这种故障，铁芯短路，过大的电流导致其温度异常升高，存在烧毁的风险；另外，铁芯的正常接地也会形成环流，导致变压器局部温度升高，有可能引发放电故障。对变压器故障发生率进行统计发现，铁芯多点接地占据第三位，属于一种较为常见的故障类型。
2铁芯多点接地常见原因
（1）外部因素
外部因素是指由于周边情况、环境和人为致使的变压器铁芯发生接地故障，包括：①变压器在现场施工安装中由于疏忽，不慎遗落了金属异物，如螺母、铁屑等，导致铁芯多点接地。②变压器的铁芯绝缘夹件、铁芯穿心绝缘筒等绝缘材料，因为凝露或受潮的影响，很大程度上影响了绝缘性能，使得铁芯发生低阻性多点接地。③变压器在运行的过程中，铁芯的漏磁导致附近的空间产生弱磁性，吸引了附近的金属粉末以及粉尘。假如长期不进行维护清洁，会导致铁芯多点接地的出现。④铁芯下夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损，使垫脚铁轭处叠片相碰造成接地。
(2)内在因素
内在因素是指变压器内部绝缘材料缺陷或产品设计和安装工艺不当的原因致使变压器铁芯出现多点接地的故障：①因为受到铁芯夹件肢板距心柱距离较小的影响、铁芯叠片由于一些原因出现翘起，触及到夹件肢板，导致多点接地。②由于铁轭螺杆的衬套比较长，与铁轭叠片发生相碰现象，形成了新的接地点。由于变压器铁心多点接地内在因素属隐性问题，出厂或现场检查不容易发现，故此更需要理性和认真去判断故障所在并解决问题。
3检验变压器铁芯多点接地故障的方法
现阶段，检测变压器铁芯多点接地的方法主要有三种类型，即测量铁芯接地电流、的电气法测量铁芯绝缘电阻法和检测变压器绝缘油特性气体的色谱分析法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.1绝缘电阻的测量方法
首先要断开正常的铁芯接地线，采用2500V兆欧表（旧变压器可使用1000V兆欧表）测量阻力，如绝缘电阻很低或为零，可能表明铁芯多点接地的存在。
3.2测量铁芯接地线中有无电流
在变压器铁芯接地线上，用线钳安培表测量电流是否存在。变压器的正常运行，因为没有电流回路，所以在接地线上的电流为毫安级很小，一般不超过0.1A；当多点接地的故障存在时，铁芯主磁通的周围就像有短路匝存在的情况，流过的环流由正常接地点与故障点的相对位置所决定，即短路匝中包围磁通的多少，一般数值为几十安培。通过测量接地导线是否存在电流，判断铁芯是否有多点接地故障是非常准确的。
3.3色谱分析法
变压器油中气体含量的气相色谱分析是检测变压器铁心是否为多点接地的有效方法。对变压器铁芯多点接地故障油色谱的发生通常有以下特点：总烃含量超过150μL/L，平时注意乙烯值和甲烷占较大比例，乙炔含量低或没有，这不符合的注意价值准则的规定（5μL/L）。当色谱中乙炔超标时，铁芯接地可以看成是动态接地故障。当色谱分析显示上述特性时，当铁芯绝缘电阻为零或非常低时，铁芯接地线中存在环流，则可以确定变压器铁芯发生多点接地故障。
4变压器铁芯多点接地故障的处理措施
4.1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0.1A，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。
4.2吊芯检测法
吊芯检测法指的是在断电的状态下，针对变压器实施的全面检测的方法，此项检测十分彻底，也很有效，具体的操作如下：①分布测量穿心螺杆和各夹件对铁芯的绝缘情况，以缩减查找接地故障的范围；②仔细的检查油箱、槽、间隙等位置是否存在金属物体，或其他的导电杂物；③全面的清理绝缘垫片和变压器铁芯的铁锈及油污，针对不容易清理的边角和底部采取细铁丝清理的方法；④对变压器的内部间隙运用油或氦气进行冲吹；⑤敲击震动夹件，测量绝缘阻值，查看是否异常。
4.3放电冲击法
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。
结语：综上所述，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，将产生的十分严重的后果，随时可能造成大面积的停电事故，造成严重社会影响和经济损失。变压器铁芯多点接地故障是一种常见的故障类型，对电网造成的影响可能非常巨大。一旦确定存在此类故障，必须结合具体的情况使用合适的处理措施，尽可能控制故障进一步恶化。
参考文献：
[1]许晓波,万轶伦,张毅洲,汤蕾,郭宇,沈晓清.变压器铁芯多点接地判别与处理方法研究[A].中国电力科学研究院.2017智能电网发展研讨会论文集[C].中国电力科学研究院:,2017:4.
[2]曾议,郑亮,高闯,孙占民.变压器夹件多点接地缺陷分析及处理[J].农村电气化,2017,(05):29-30.
[3]姚丽,杨传文,王兴隆,王瑾.干式变压器铁芯多点接地的诊断及危害[J].东北水利水电,2017,35(09):60-62.
论文作者:田文泽
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
标签：多点论文; 铁芯论文; 变压器论文; 故障论文; 电阻论文; 环流论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第31期论文;