干式变压器铁心多点接地故障分析

目前内制造的大中型干式变压器的铁芯都是通过套管引出油箱外部接地。这是因为电力干式变压器正常运行时，绕组周围有电场，而铁芯、线夹等金属部件处于电场中，场强不同。如果铁芯不可靠接地，就会发生充放电，损坏其固体和油绝缘。因此，铁芯必须可靠接地。如果铁芯由于某种原因在某一位置的另一点接地，就会形成一个闭合回路，在正常接地的引线上会有一个环流，这种情况常被称为铁芯多点接地故障。干式变压器铁芯多点接地后，一方面会造成铁芯局部短路过热，严重时会造成铁芯局部烧损，导致更换铁芯硅钢片的重大故障。另一方面，由于铁芯的正常接地线产生的循环电流，干式变压器可能会发生局部过热，也可能发生放电故障。相关统计显示，铁芯多点接地引起的事故占干式变压器事故总数的第三位。摘要：通过毕节供电局东莞变压器SFSL-20000/110三环变压器的现场维护实例，逐一介绍干式变压器铁心多点接地的分析、判断及处理方法。

一、铁芯多点接地故障的判断

1.测量铁芯的绝缘电阻：如果铁芯的绝缘电阻为零或很低，则表明可能存在铁芯接地故障。

2.监测接地线中的环流：对于铁芯或线夹通过小套管接地的干式变压器，监测接地线中是否有环流，如果有，停止干式变压器，测量铁芯的绝缘电阻。

3.气相色谱分析：利用气相色谱分析来分析油中的气体含量，也是找出干式变压器铁心接地较有效的方法。铁心接地故障的干式变压器油色谱分析数据通常具有以下特点：总烃含量超过《干式变压器油中溶解气体及判断导则》(GB 7252-87)规定的注意值(150 L/L)，乙烯(C2H4)和甲烷(C2H2)含量低或不出现，即未达到规定的注意值(5 L/L)。如果乙炔也超过了注意值，可能是动态接地故障。气相色谱法可与前两种方法结合，确定铁芯是否多点接地。

二、现场简易处理方法

1.无挂芯限流电阻临时串联

干式变压器铁心多点接地故障在运行中被发现后，为了保证设备的安全，需要切断电源检查和处理悬挂铁心。但如果系统暂时不允许停电检查，可以采取临时应急措施，在外引铁芯的接地电路上串联电阻，以限制铁芯接地电路的流通，防止故障进一步恶化。

串联电阻前，分别测量铁芯接地电路的环流和开路电压，然后计算串联电阻的电阻值。注意串联电阻不宜过大，以保护铁芯基本处于地电位；不要太小，把循环限制在0.1a以下，同时要注意串联电阻的热容量，防止烧坏电阻把铁芯打开。

2、吊芯检查

(1)测量每个线夹或穿线螺钉与铁芯的绝缘(中间部分可以用一个开口和半个铁芯打开),以便逐渐缩小故障查找的范围。 #p#分页标题#e#

(2)检查是否有螺母、硅钢片、废料等金属杂物。在每个间隙和凹槽的关键部分。

(3)清除铁芯或绝缘垫片上的铁锈或污泥，并用红外线清洁铁芯底部看不见的地方

由于干式变压器本体不宜暴露在空气中时间过长的限制，以及干式变压器本身组装形式的限制，很多情况下无法找到准确的接地点。尤其是铁锈焊渣悬浮和污泥沉积造成的多点接地更是难以发现。这类故障可采用放电脉冲法，根据现场具体情况、接地方式和接地程度，可在挂芯或不挂芯的情况下进行。

在现场应用中，主要有电容DC电压法和焊机交流电流法。电焊机交流电法只适用于金属接地故障，但电流不易控制，这种情况在现场很少见，接地电阻大多在几百欧姆以上。电容DC电压法现场取材困难，操作不方便、不安全，不适合推广。根据维修实例和现场经验，介绍了一种安全、可靠、简便的方法，有利于当地物资的快速获取。这种方法是用升压干式变压器进行高压电气试验，进行放电冲击。现场应用注意二次电压的转换。由于铁芯对地绝缘垫片很薄，二次电压不能高于2500 V.

三.现场示例

毕节供电局工作人员检修东莞变压器2 #三环变压器(SFSL-20000/110)时，发现铁芯积有大量铁锈，铁芯与线夹绝缘为0.15m(500V摇表测得)，数字万用表测得的电阻值约为990 k，判断铁芯存在非金属多点接地故障。处理步骤如下：1 .对绝缘不良的关键部位进行目视检查

2.两个半铁芯的绝缘采用局部晃动法测量，其中一半绝缘为500m，另一半为0.15m，表示一侧铁芯多点接地。

3.重点在接地侧，铁芯和绝缘垫片清除铁锈、污泥等杂物，绝缘电阻无变化。

4.摇一摇可以现场测量的绝缘片表面绝缘电阻，没有发现问题。

5.用锤子敲击振动夹，用摇表监测绝缘电阻，未发现变化。

6.铁芯在箱体内用污泥冲洗两次后，接地现象仍未消失。

7.根据以上检查，经分析确定，悬浮铁锈在电磁力作用下沉积在线圈内夹和铁芯的绝缘表面，形成稳定的非金属接地故障，因此决定采用放电冲击法。使用现场电气试验组的升压干式变压器缓慢升压放电(注意电流和电压的变化，电压不得超过2500 V)。上升到1000 V左右，线圈内部听到砰的一声，然后停止绝缘电阻测量，发现绝缘电阻上升到3 m。当它上升到1650年

Ｖ左右时，又听见线圈内部“砰”的一声，停下测量绝缘电阻，发现绝缘电阻已上升到５００ＭΩ。至此，多点接地故障已消除。

四、建议

１、运行中的干式变压器较好能在铁芯接地线上装设电流表，便于及时发现故障。特别是在放电冲击法消除接地现象后，更要加强监视，防止再次形成故障。#p#分页标题#e#

２、当出现铁芯多点接地故障时，要进行综合测定和全面分析检查后，再视现场具体情况选择处理方案，切不可盲目进行放电冲击或电焊烧除，以免造成绝缘损坏，使故障扩大。

３、每次吊芯大修时，一定要清洁油箱底部的油泥铁锈等杂物，并用油进行一次全面冲洗。

４、加强潜油泵及冷却器的检修，防止由于轴承的磨损或金属的剥落，引起干式变压器铁芯多点接地故障。