如何診斷和消除變壓器鐵芯接地故障

變壓器的繞組和鐵芯是傳遞、變換電磁能量的主要部件。保證它們的可靠運行是人們所關注的問題。統(tǒng)計資料表明因鐵芯問題造成故障，占變壓器總事故中的第三位。制造部門對變壓器鐵芯缺陷已引起重視，并在鐵芯可靠接地、鐵芯接地監(jiān)視，以及保證一點接地方面都進行了技術改進。運行部門也把檢測和發(fā)現(xiàn)鐵芯故障提到相當高度。然而，變壓器鐵芯故障仍屢有發(fā)生，其原因主要是由于鐵芯多點接地和鐵芯接地不良造成?，F(xiàn)對兩種故障情況的判斷及處理方法作一介紹。

1、多點接地故障的排除
(1)變壓器不能停運時的故障臨時排除方法：
①有外引接地線，如果故障電流較大時，可臨時打開地線運行。但必須加強監(jiān)視，以防故障點消失后使鐵芯出現(xiàn)懸浮電位。
②如果多點接地故障屬于不穩(wěn)定型，可在工作接地線中串入一個滑線電阻，使電流限制在1A以下?；€電阻的選擇，是將正常工作接地線打開測得的電壓除以地線上的電流。
③要用色譜分析監(jiān)視故障點的產(chǎn)氣速率。
④通過測量找到確切的故障點后，如果無法處理，則可將鐵芯的正常工作接地片移至故障點同一位置，用以較大幅度地減少環(huán)流。
(2)徹底檢修措施。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)變壓器存在多點接地故障后，對于可停運的變壓器，應及時停運，退出后徹底消除多點接地故障。排除此類故障的方法，根據(jù)多點接地類型及原因，應采取相應的檢修措施。但也有某些情況，停電吊芯后找不到故障點，為了能確切找到接地點，現(xiàn)場可采用如下方法。
①直流法。將鐵芯與夾件的連接片打開，在軛兩側的硅鋼片上通入6V的直流，然后用直流電壓表依次測量各級硅鋼片間的電壓，當電壓等于零或者表指示反向時，則可認為該處是故障接地點。
②交流法。將變壓器低壓繞組接入交流電壓220～380V，此時鐵芯中有磁通存在。如果有多點接地故障時，用毫安表測量會出現(xiàn)電流(鐵芯和夾件的連接片應打開)。用毫安表沿鐵軛各級逐點測量，當毫安表中電流為零時，則該處為故障點。
2、多點接地時出現(xiàn)的異常現(xiàn)象
(1)在鐵芯中產(chǎn)生渦流，鐵損增加，鐵芯局部過熱。
(2)多點接地嚴重時，又較長時間未處理，變壓器連續(xù)運行將導致油及繞組也過熱，使油紙絕緣逐漸老化。會引起鐵芯疊片兩片絕緣層老化而脫落，將引起更大的鐵芯過熱，鐵芯將燒毀。
(3)較長時間多點接地，使油浸變壓器油劣化而產(chǎn)生可燃性氣體，使氣體繼電器動作。
(4)因鐵芯過熱使器身中木質墊塊及夾件碳化。
(5)嚴重的多點接地會使接地線燒斷，使變壓器失去了正常的一點接地，后果不堪設想。
(6)多點接地也會引起放電現(xiàn)象。

3、鐵芯正常時需要一點接地的原因：
變壓器正常運行時，帶電的繞組與油箱之間存在電場，而鐵芯和其他金屬構件處于該電場中。由于電容分布不均，場強各異，如果鐵芯不可靠接地，則將產(chǎn)生充放電現(xiàn)象，破壞固體絕緣和油的絕緣強度，所以鐵芯必須有一點可靠接地。
鐵芯由硅鋼片組成，為減小渦流，片間有一定的絕緣電阻(一般僅幾歐姆至幾十歐姆)，由于片間電容極大，在交變電場中可視為通路，因而鐵芯中只需一點接地即可將整疊的鐵芯疊片電位箝制在地電位。
當鐵芯或其金屬構件如有兩點或兩點以上(多點)接地時，則接地點間就會造成閉合回路，它鍵鏈部分磁通，感生電動勢，并形成環(huán)路，產(chǎn)生局部過熱，甚至燒毀鐵芯。
變壓器鐵芯只有一點接地，才是可靠的正常接地。即鐵芯必須接地，且必須是一點接地。
鐵芯故障主要由兩個方面原因引起，一是施工工藝不良造成短路，二是由于附件和外界因素引起多點接地。

審核編輯 黃昊宇