淺談500kV油浸式變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障

電力講壇

2021年12月27日 11:00

油浸式變壓器鐵芯多點(diǎn)接地，是變壓器較常見(jiàn)故障之一，特別是500kV 這種大型油浸式變壓器。這類(lèi)故障輕微的會(huì)造成鐵芯局部過(guò)熱，然后導(dǎo)致油分解，產(chǎn)生可燃性氣體，嚴(yán)重的會(huì)造成鐵芯局部燒損。而對(duì)于查找多點(diǎn)接地故障點(diǎn)，常規(guī)的檢查方法就是吊罩檢查，如果不能直接找到故障點(diǎn)，一般都是用直流法或者交流法進(jìn)行查找的，因?yàn)槎帱c(diǎn)接地故障點(diǎn)的位置都是在不同的地方，查找和處理起來(lái)都存在著一定的難度。不但工作量大、費(fèi)用高、停電時(shí)間長(zhǎng)，給用戶(hù)用電造成影響，而且大型變壓器吊罩存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。

一、鐵芯多點(diǎn)接地故障的危害與原因

1.1 鐵芯多點(diǎn)接地故障的危害

因?yàn)樽儔浩鞯拇怕凡糠质氰F芯，所以鐵芯在油浸變壓器安裝完畢以后，直接通過(guò)絕緣小套管接地的。變壓器在正常運(yùn)行中時(shí)，交變磁場(chǎng)存在于繞組四周，低壓繞組與鐵芯、高壓繞組與低壓繞組、鐵芯與外殼等三組都因?yàn)?a href="http://www.yqgqt.org.cn/video/c209576" class="jsk-anchor">電磁感應(yīng)的作用存在著寄生電容，這時(shí)鐵芯對(duì)地產(chǎn)生要懸浮點(diǎn)位，就需要帶電繞組通過(guò)寄生電容產(chǎn)生耦合作用。因?yàn)殍F芯與繞組的距離跟其他金屬構(gòu)件與繞組的距離都是不一樣的，所以致使各構(gòu)件之間存在著電位差，只有當(dāng)兩點(diǎn)之間的電位差能夠擊穿其間的絕緣時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生火花放電的現(xiàn)象, 不過(guò)這種放電并不能連續(xù)，因此如果長(zhǎng)期下去會(huì)對(duì)固體絕緣與變壓器油都會(huì)造成一定的影響，但把外殼與鐵芯連接起來(lái)，使鐵芯與外殼等電位，沒(méi)有電位差就能消除這種現(xiàn)象。但當(dāng)鐵芯或其他金屬構(gòu)件有兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地時(shí)，接地點(diǎn)就會(huì)形成閉合回路，造成環(huán)流，就會(huì)引起局部過(guò)熱，導(dǎo)致油分解，絕緣性能就會(huì)下降，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使鐵芯硅鋼片燒壞，局部過(guò)熱擴(kuò)大，形成惡性循環(huán)，造成變壓器燒損重大事故。因

為500kV 是大型油浸式變壓器，所以就更容易發(fā)生這種故障。

1.2 鐵芯多點(diǎn)接地故障的原因

因鐵芯如果有兩點(diǎn)或者兩點(diǎn)以上的點(diǎn)接地就會(huì)形成閉合回路，致使局部過(guò)熱，嚴(yán)重的會(huì)燒毀變壓器，而造成鐵芯多點(diǎn)接地故障的原因有以下幾點(diǎn)：

（1）鐵芯絕緣如果受潮或損壞，就會(huì)導(dǎo)致鐵芯高阻多點(diǎn)接地。

（2）穿芯螺栓鋼座套如果過(guò)長(zhǎng)就會(huì)與硅鋼片短接。

（3）有時(shí)候安裝時(shí)如果疏忽就會(huì)使鐵芯碰夾件或者碰殼。

（4）加工工藝和設(shè)計(jì)如果不合格就會(huì)使接地片造成短路。

（5）潛油泵軸承磨損產(chǎn)生的金屬粉末，如果不清理就會(huì)形成橋路，造成鐵軛與箱底多點(diǎn)接地。

（6）在制造過(guò)程中如果雜質(zhì)清理不徹底，一些導(dǎo)電微粒使鐵芯與外罩或拉帶短路。

（7）主變內(nèi)如果存在金屬異物和鐵芯工藝產(chǎn)生的毛刺、鐵銹與焊渣等因素引起接地。

2.1 變壓器油色譜跟蹤試驗(yàn)分析

變壓器內(nèi)部是否正常或存在故障，常用變壓器油色譜跟蹤試驗(yàn)分析，以此來(lái)查明原因。如表1 所示。

2.2 測(cè)量接地線有無(wú)電流

變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障很容易出現(xiàn)一種假象，那就是有時(shí)候變壓器鐵芯在碰到上夾件而造成多點(diǎn)接地故障時(shí)，接地電流只存在于鐵芯夾件的內(nèi)部，而鐵芯接地引出線中并沒(méi)有電流流過(guò)。因此，變壓器鐵芯的外引接地套管的接地線上是否有電流通過(guò)可以用鉗形電流表來(lái)檢查。因?yàn)樵谝话闱闆r下，變壓器鐵芯的接地電流都在mA 級(jí)別，小于,0.3A 的，但地線上故障電流就有可能會(huì)達(dá)到17-25A ，鐵芯主磁通周?chē)鷷?huì)出現(xiàn)匝內(nèi)有環(huán)流流過(guò)的短路匝。所以只要測(cè)量接地引線中有無(wú)電流，就可以判斷出變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障是否在變壓器鐵芯中出現(xiàn)。

三、變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障的處理方法

3.1 電容放電沖擊法

變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障一般都是由鐵芯毛刺、焊渣或懸浮物引起的。可以利用高壓電氣試驗(yàn)，然后用升壓變壓器進(jìn)行慢慢升壓放電，但是在做試驗(yàn)的時(shí)候要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、變壓器的接地方式和接地程度等具體情況來(lái)進(jìn)行。具體的操作步驟是：首先，要用輸出電壓大約在2500V 的直流電壓發(fā)生器對(duì)0.3 ～ 50μF 左右的電容進(jìn)行充電，再用充好電的電容器對(duì)變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障點(diǎn)進(jìn)行放電，此時(shí)判定變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障點(diǎn)，就是聽(tīng)有沒(méi)有響聲，看有沒(méi)有青煙冒出就可以判定。但這樣還不算完成了電容放電沖擊，在判定了故障點(diǎn)以后還需要用絕緣拉桿將電容器與直流電壓發(fā)生器的連接線斷開(kāi)并與外引線接觸，然后能聽(tīng)到放電聲時(shí)才算完成。要證明已經(jīng)排除變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障，需要用1000V 兆歐表測(cè)量變壓器鐵芯絕緣電阻，絕緣電阻值達(dá)到正常值時(shí)就代表已經(jīng)排除了。

3.2 電流沖擊法

首先要先把電焊機(jī)的輸出電流調(diào)到最小值，之后把變壓器鐵芯接地端和電焊機(jī)接地線連在一起，墊腳要用焊把快速碰觸，這個(gè)時(shí)候要墊腳與鐵芯片會(huì)形成一個(gè)回路后，流過(guò)接地故障點(diǎn)的電流就會(huì)把故障點(diǎn)燒掉。在使用大電流沖擊法操作時(shí)，變壓器鐵芯墊腳的地方如果冒出黑煙，就代表沖擊電流值在不斷加

大。這時(shí)就要立刻把電焊機(jī)給關(guān)掉，然后檢查墊腳墊塊木紋方向有沒(méi)有發(fā)黑或存有碳化物，如果有就要將所有發(fā)黑的木墊塊換成干燥的木墊塊以后，對(duì)地與鐵芯進(jìn)行絕緣測(cè)量。測(cè)量結(jié)果如果是正常的，這就表明變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障已經(jīng)排除。

四、防范措施

對(duì)于500kV 油浸式變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障，其實(shí)是可以在一定程度去防范的，可以從以下幾點(diǎn)入手：

（1）一般只要在制造的過(guò)程中把內(nèi)部遺留的雜質(zhì)認(rèn)真的清理干凈，新變壓器安裝時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)用吊罩檢查鐵芯夾件，油箱清理干凈，油質(zhì)也要干凈，鐵芯槽和各間隙處都要用油或氮?dú)鈦?lái)沖吹清理。不能吊罩檢查的變壓器，應(yīng)在采取措施后從人孔進(jìn)入檢查。

（2）對(duì)于變壓器的監(jiān)造和出廠驗(yàn)收工作要加強(qiáng)。

（3）強(qiáng)化變壓器的定期檢查工作，在發(fā)現(xiàn)鐵芯多點(diǎn)接地時(shí)要及時(shí)解決。