干式變壓器鐵心多點接地故障分析

目前內制造的大中型干式變壓器的鐵芯都是通過套管引出油箱外部接地。這是因為電力干式變壓器正常運行時，繞組周圍有電場，而鐵芯、線夾等金屬部件處于電場中，場強不同。如果鐵芯不可靠接地，就會發生充放電，損壞其固體和油絕緣。因此，鐵芯必須可靠接地。如果鐵芯由于某種原因在某一位置的另一點接地，就會形成一個閉合回路，在正常接地的引線上會有一個環流，這種情況常被稱為鐵芯多點接地故障。干式變壓器鐵芯多點接地后，一方面會造成鐵芯局部短路過熱，嚴重時會造成鐵芯局部燒損，導致更換鐵芯硅鋼片的重大故障。另一方面，由于鐵芯的正常接地線產生的循環電流，干式變壓器可能會發生局部過熱，也可能發生放電故障。相關統計顯示，鐵芯多點接地引起的事故占干式變壓器事故總數的第三位。摘要：通過畢節供電局東莞變壓器SFSL-20000/110三環變壓器的現場維護實例，逐一介紹干式變壓器鐵心多點接地的分析、判斷及處理方法。

一、鐵芯多點接地故障的判斷

1.測量鐵芯的絕緣電阻：如果鐵芯的絕緣電阻為零或很低，則表明可能存在鐵芯接地故障。

2.監測接地線中的環流：對于鐵芯或線夾通過小套管接地的干式變壓器，監測接地線中是否有環流，如果有，停止干式變壓器，測量鐵芯的絕緣電阻。

3.氣相色譜分析：利用氣相色譜分析來分析油中的氣體含量，也是找出干式變壓器鐵心接地較有效的方法。鐵心接地故障的干式變壓器油色譜分析數據通常具有以下特點：總烴含量超過《干式變壓器油中溶解氣體及判斷導則》(GB 7252-87)規定的注意值(150 L/L)，乙烯(C2H4)和甲烷(C2H2)含量低或不出現，即未達到規定的注意值(5 L/L)。如果乙炔也超過了注意值，可能是動態接地故障。氣相色譜法可與前兩種方法結合，確定鐵芯是否多點接地。

二、現場簡易處理方法

1.無掛芯限流電阻臨時串聯

干式變壓器鐵心多點接地故障在運行中被發現后，為了保證設備的安全，需要切斷電源檢查和處理懸掛鐵心。但如果系統暫時不允許停電檢查，可以采取臨時應急措施，在外引鐵芯的接地電路上串聯電阻，以限制鐵芯接地電路的流通，防止故障進一步惡化。

串聯電阻前，分別測量鐵芯接地電路的環流和開路電壓，然后計算串聯電阻的電阻值。注意串聯電阻不宜過大，以保護鐵芯基本處于地電位；不要太小，把循環限制在0.1a以下，同時要注意串聯電阻的熱容量，防止燒壞電阻把鐵芯打開。

2、吊芯檢查

(1)測量每個線夾或穿線螺釘與鐵芯的絕緣(中間部分可以用一個開口和半個鐵芯打開),以便逐漸縮小故障查找的范圍。 #p#分頁標題#e#

(2)檢查是否有螺母、硅鋼片、廢料等金屬雜物。在每個間隙和凹槽的關鍵部分。

(3)清除鐵芯或絕緣墊片上的鐵銹或污泥，并用紅外線清潔鐵芯底部看不見的地方

由于干式變壓器本體不宜暴露在空氣中時間過長的限制，以及干式變壓器本身組裝形式的限制，很多情況下無法找到準確的接地點。尤其是鐵銹焊渣懸浮和污泥沉積造成的多點接地更是難以發現。這類故障可采用放電脈沖法，根據現場具體情況、接地方式和接地程度，可在掛芯或不掛芯的情況下進行。

在現場應用中，主要有電容DC電壓法和焊機交流電流法。電焊機交流電法只適用于金屬接地故障，但電流不易控制，這種情況在現場很少見，接地電阻大多在幾百歐姆以上。電容DC電壓法現場取材困難，操作不方便、不安全，不適合推廣。根據維修實例和現場經驗，介紹了一種安全、可靠、簡便的方法，有利于當地物資的快速獲取。這種方法是用升壓干式變壓器進行高壓電氣試驗，進行放電沖擊。現場應用注意二次電壓的轉換。由于鐵芯對地絕緣墊片很薄，二次電壓不能高于2500 V.

三.現場示例

畢節供電局工作人員檢修東莞變壓器2 #三環變壓器(SFSL-20000/110)時，發現鐵芯積有大量鐵銹，鐵芯與線夾絕緣為0.15m(500V搖表測得)，數字萬用表測得的電阻值約為990 k，判斷鐵芯存在非金屬多點接地故障。處理步驟如下：1 .對絕緣不良的關鍵部位進行目視檢查

2.兩個半鐵芯的絕緣采用局部晃動法測量，其中一半絕緣為500m，另一半為0.15m，表示一側鐵芯多點接地。

3.重點在接地側，鐵芯和絕緣墊片清除鐵銹、污泥等雜物，絕緣電阻無變化。

4.搖一搖可以現場測量的絕緣片表面絕緣電阻，沒有發現問題。

5.用錘子敲擊振動夾，用搖表監測絕緣電阻，未發現變化。

6.鐵芯在箱體內用污泥沖洗兩次后，接地現象仍未消失。

7.根據以上檢查，經分析確定，懸浮鐵銹在電磁力作用下沉積在線圈內夾和鐵芯的絕緣表面，形成穩定的非金屬接地故障，因此決定采用放電沖擊法。使用現場電氣試驗組的升壓干式變壓器緩慢升壓放電(注意電流和電壓的變化，電壓不得超過2500 V)。上升到1000 V左右，線圈內部聽到砰的一聲，然后停止絕緣電阻測量，發現絕緣電阻上升到3 m。當它上升到1650年

Ｖ左右時，又聽見線圈內部“砰”的一聲，停下測量絕緣電阻，發現絕緣電阻已上升到５００ＭΩ。至此，多點接地故障已消除。

四、建議

１、運行中的干式變壓器較好能在鐵芯接地線上裝設電流表，便于及時發現故障。特別是在放電沖擊法消除接地現象后，更要加強監視，防止再次形成故障。#p#分頁標題#e#

２、當出現鐵芯多點接地故障時，要進行綜合測定和全面分析檢查后，再視現場具體情況選擇處理方案，切不可盲目進行放電沖擊或電焊燒除，以免造成絕緣損壞，使故障擴大。

３、每次吊芯大修時，一定要清潔油箱底部的油泥鐵銹等雜物，并用油進行一次全面沖洗。

４、加強潛油泵及冷卻器的檢修，防止由于軸承的磨損或金屬的剝落，引起干式變壓器鐵芯多點接地故障。