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变压器铁芯接地故障

添加时间:2014-11-04 14:11:12   浏览次数: 次    【 】   打印   关闭窗口

    变压器铁芯由于某种原因出现两个以上接地点时,会形成闭合回路,产生环流,这就是所谓的铁芯多点接地故障。它会造成铁芯局部短路过热,甚至发生铁芯局部烧损等重大故障。目前,我国制造的大中型变压器的铁芯都经一只套管引至油箱体外部接地。电力变压器在正常运行时,绕组周围存在电场,而铁芯和夹件等金属构件处于该电场之中。若铁芯未可靠接地,则产生充放电现象,损坏绝缘。因此,铁芯必须有一点可靠接地。如果铁芯由于某种原因出现另一个接地点,形成闭合回路,则正常接地的引线上就会有环流,一方面造成铁芯局部短路过热,严重时,铁芯局部烧损;另一方面,由于铁芯的正常接地线产生环流,造成变压器局部过热,也可能产生放电性故障。下面介绍变压器铁芯多点接地的分析判断和处理方法。
  一、 铁芯多点接地简介
  变压器在正常运行中,带点的绕组及引线与邮箱间构成的电场为不均匀电场,铁芯和其他金属件就处于该电场中。因此,铁芯与大地间产生一定电位,通常称为悬浮电位,当两点的电位差达到能够击穿其间的绝缘时,便产生火花放电,形成铁芯与壳体的接地,这种接地称为铁芯的悬浮接地。 另一种接地则是因为变压器铁芯与其附件因设计方案或制造工艺不良,造成局部间隙过小或铁芯各部绝缘降低,变压器运行中铁芯与其他部件受热或电磁力的作用,导致铁芯碰壳形成接地,这种接地称为硬接地。
  国家标准规定,电力变压器铁芯和较大金属零件均应通过油箱可靠接地。这样,铁芯与大地之间的寄生电容被短接,使铁芯处于零电位。如果变压器铁芯产生悬浮接地或硬接地,铁芯便产生两点以上的接地,称为多点接地。多点接地在接地点间会形成闭合回路,在电位势的作用下造成环流导致事故发生,为保证变压器安全运行,变压器铁芯决不允许多点接地故障发生。
  二、铁芯多点接地故障的判断
  1.测量铁芯绝缘电阻:如绝缘电阻为零或很低,则表明可能存在铁芯接地故障。
  2.监视接地线中环流对铁芯或夹件通过小套管造成接地的变压器,应监视接地线中是否有环流,如有,则应使变压器停运,测量铁芯的绝缘电阻。
  3.气相色谱分析:对油中含气量进行气相色谱分析,也是发现变压器铁芯接地最有效的方法。出现铁芯接地故障的变压器,其油色谱分析数据中,总烃含量超过“变压器油中溶解气体和判断导则”(GB7252-87)规定的注意值(150uL/L),其中乙烯(C2H4)、甲烷(CH4)含量低或没有,即未达到规定注意值(5uL/L)。若乙炔也超过注意值,则可能是动态接地故障。气相色谱分析法可与前两种方法综合使用,以判定铁芯是否多点接地。
  三、现场简易处理方法
  1.不吊芯临时串接限流电阻
  发现变压器铁芯多点接地故障后,需停电进行吊芯检查和处理。对于系统暂不允许停电检查的,可采用在外引铁芯接地回路上串接电阻的临时应急措施,以限制环流增加,防止故障进一步恶化。在串接电阻前,应分别测量铁芯接地回路的环流和开路电压,然后计算应串电阻阻值。所串电阻不宜太大,以保护铁芯基本处于地电位;也不宜太小,以将环流限制在0.1A以下。同时还需注意所串电阻的热容量,以防烧坏电阻造成铁芯开路。
  2.吊芯检查
  (1)分部测量各夹件或穿心螺杆对铁芯(两分半式铁芯可将中间连片打开)的绝缘以逐步缩小故障查找范围。
  (2)检查各间隙、槽部重点部位有无金属夹杂物。
  (3)清除铁芯或绝缘垫片上的铁锈或油泥,对铁芯底部看不到的地方用铁丝清理。
  (4)对各间隙用油冲洗或氮气冲吹清理。
  (5)用榔头敲击振动夹件,同时用摇表监测,看绝缘是否发生变化,查找并消除动态接地点。
  3.放电冲击法
  由于变压器本体在空气中暴露时间不宜太长,以及变压器装配形式的制约,现场很多情况下无法找到确切接地点,特别是由于铁锈焊渣悬浮、油泥沉积造成的多点接地,更是难于查找。此类故障可采用放电冲击法,这种方法要视现场具体情况、接地方式和接地程度,在吊芯或不吊芯状态下均可进行。
  现场采用的方法主要有电容直流电压法、电焊机交流电流法和放电冲击法。电焊机交流电流法只适用于金属性接地故障,但电流不好控制,而这种情况现场极少发生,接地电阻大都在几百欧姆以上。电容直流电压法现场取材较困难,操作不便且不安全,也不宜推广。根据笔者的经验,放电冲击法是一种安全可靠、操作简便,且利于快速就地取材的方法。它采用高压电气试验用升压变压器进行,实验时注意换算好二次电压,由于铁芯对地绝缘垫片很薄,故二次电压不能高于2.5KV。
  四、变压器投入运行后的监测。
  变压器铁芯多点接地故障修复后,投入运行,应对变压器铁芯进行一次监测,其方法多采用气相色谱分析法。这种方法是目前确定运行中的变压器是否尚存在铁芯多点接地的最有效方法。最常用的是IEC三比值法,有时也采用德国的四比值法,以上方法是利用五种特征气体的三对比值,来判断变压器故障性质的方法。以上方法可请当地有经验的电力试验研究所协助进行测试。
  五、结束语
  1运行中的变压器最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。
  2.当出现铁芯多点接地故障时,要在综合测定和全面分析检查后,视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,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,防止由于轴承磨损或金属剥落,造成变压器铁芯多点接地故障。
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