变压器铁心多点接地故障的判断与处理.pdfVIP

2 0 0 7 年第 1 期 上 海 电力 变压器铁心多点接地故障的判断与处理 董 守聪 ( 山西佳惠机 电设备维修 中心 ， 山西 汾阳0 3 2 2 0 0 ) 摘 要 ： 铁心 多点接地造成 的事故量在变压器 总事故量 中居第 3 位 。文章介绍 了利用高压 电气试验变压器 进 行放电冲击法检测变压器铁心多点接地故 障的运用 实例 与现场操作 经验 ， 提 出了使用该方 法时 的注意事项 和建议 。文章同时介绍了变压器铁 心多点接地故障的一般判断方法和现 场简易处理方法。 关键词 ： 变压器 ； 铁心 ； 多点接地 ； 限流电阻 ； 放 电冲击法 中图分类号 ： TM4 0 7 文献标识码 ： B 1 引言 目前 ， 我国制造 的大 中型变压器 的铁心都经 一 只套管引至油箱体外部接地 。这是 因为电方变 压器在正常运行时 ， 绕组周围存在电场 ， 而铁心和 夹件等金属构件处于该电场之 中， 且场强各异 。 若铁心不可靠接地， 则会产生充放电现象 ， 损坏其 固体和油绝缘。 因此 ， 铁心必须有一点可靠 接地 。如果 铁心 由于某种原因在某位置出现另一点接地时， 形成 闭合回路， 则正常接地的引线上就会有环流， 这就 是人们常说 的铁心多点接地故障。 变压器的铁心多点接地后 ， 一方面会造 成铁 心局部短路过热， 严重时 ， 会造成铁心局部烧损 ， 酿成需更换铁心硅钢 片的重大故障。另一方 面， 由于铁心的正常接地线产生环流 ， 引起变压 器局 部过热 ， 也可能产生放电性故障。有关统计资料 表明， 因铁心多点接地造成的事故量在变压 器总 事故量 中居第 3 位 。 本文通过某供电局 S F S L 一 2 0 0 0 0 1 1 0型三圈 变现场 吊心检修实例 ， 介绍变压器铁心多点 接地 的分析 判断 和处理 方法 。 2 铁心多点接地故障的判 断 变压器铁心多点接地故障有以下几种判断方 法 ： ( 1 )测 量铁 心绝缘 电 阻 铁心绝缘 电阻为零或很低， 表明可能存在铁 心接地故障。 ( 2 )监 视接 地 线 中环 流 对铁心或夹件通 过小套管引起接 地 的变压 器 ， 应监视接地线 中是否有环流 ， 如有， 则要使变 压器停运 ， 测量铁心 的绝缘电阻。 ( 3 )气相 色谱分析 利用气相色谱分析法 ， 对变压器油 中含气量 进行分析 ， 也是发现变压器铁心接地最有效的方 法。发现铁心接地 故障的变压器， 其油色谱分析 数据通常有以下特征： 总烃含量超过 变压器油中 溶解气体和判断导则 ( G B 7 2 5 2 8 7 ) 规定 的注意 值( 1 5 0 L L ) ， 其中乙烯( C 。 H ) 、 甲烷( C 。 H。 ) 含 量低或不出现 ， 即未达到规定 注意值 ( 5 L L) 。 若出现乙炔也超过注意值时， 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起来 ， 共同判定铁心是否多点接地 。 3 现场简易处理方法 3 1 不 吊 心 临时 串接 限流 电 阻 运行中发现变压器铁心多点接地故 障后 ， 为 保证设备的安全 ， 均需停电进行 吊心检查和处理。 但对于系统暂不允许停电检查 的情况 ， 可采用在 外引铁心接地 回路上 串接电阻的临时应急措施 ， 以限制铁心接地 回路 的环流 ， 防止故障进一 步恶 化 。 在串接电阻前， 要分别对铁心接地回路 的环 流和开路电压进行测量 ， 然后计算应串电阻阻值。 注意所 串电阻不宜太大 ， 以保护铁心基本处 于地 电位 ； 也不 宜太小 ， 以能将环 流限制在 0 1 A 以 下 。同时还需注意所 串电阻的热容量 ， 以防烧坏 电阻造成铁心开路 。 3 2 吊心 检查 变压器吊心检查的主要步骤是 ： 一 79 维普资讯 上 海 电力 2 0 0 7 年第 1 期 ( 1 )分部测量各夹件或 穿心螺杆对铁心 ( 两 分半式铁心可将 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 、 槽部重点部位有无螺帽、 硅 钢片、 废料等金属杂物。 ( 3 )清除铁心或绝缘垫片上 的铁锈或油泥， 对铁心底部看不到的地方用铁丝进行清理 。 ( 4 )对各 间隙进行油 冲洗 或用氮气 冲吹清 理 。 ( 5 )用榔头敲击振动夹件 ， 同时用摇表监测 ， 观察绝缘是否发生变化 ， 据此查找并消除动态接 地点 。 3 3放 电冲击法 由于受变压器身在空气中暴露时间不宜太长 的限制 ， 以及变压器本身装配形式的制约， 现场很 多情况下无立即法找到确切接地点。特别是铁锈 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 ， 这种方法要根 据现场具体情况 、 接地方式和接地程度 ， 在 吊心或 不吊心状态下进行。 现场应用时， 主要有电容直流电压法和 电焊 机交流电流法。电焊机交流电流法只适用于金属 性接地故障， 电流不好控制 ， 而现场金属性接地故 障极少 ， 接地 电阻大都几百欧 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。 根据检修实例和现场经验， 本文介绍一种安 全可靠 、 操 作简便 ， 而且利于快速就地取材 的方 法。这种方法就是利用高压电气试验用升压变压 器进行放电冲击。现场应用时注意换算好二次电 压， 由于铁心对地绝缘垫片很薄 ， 故二次电压不能 高于 2 5 0 0 V。 4 现场实例 某供 电 局 工 作 人 员 对 三 圈 变 压 器 ( S F S L - 2 0 0 0 0 1 i 0 ) 进行 吊心大修时， 发现铁心积铁锈很 多 ， 铁心对夹件绝缘为 0 1 5 MQ( 用 5 0 0 V摇表 摇测) ， 用数字万用表测得电阻值约为 9 9 0 k Q， 故 判定铁心出现非金属性多点接地故障 ， 现场处理 步骤如 下 ： ( 1 )对各绝缘薄弱重点部分进 行外观检查 ， 未发现有明显接地点和放电痕迹 。 ( 2 )分部摇测两分半铁心对夹件绝缘， 其中 一 8 0 一 半绝缘为 5 0 0 MQ， 另一半为 0 1 5 MQ， 说明是 一 侧铁心多点接地。 ( 3 )以接地 一侧为重点 ， 对铁心和绝缘垫片 的铁 锈、 油泥等杂物进行清理后 ， 绝缘 电阻无变 化 。 ( 4 )分别摇测现场能够测到的绝缘片的表面 绝缘电阻 ， 均未发现问题。 ( 5 )用榔头敲击振动夹件 ， 同时用摇表监测 绝缘电阻 ， 没有发现变化。 ( 6 )在箱体 内对铁心进行 了两次油泥 冲洗 后 ， 接地现象仍未消失。 ( 7 )根据 以上检查， 分析认定是 由于悬浮铁 锈在电磁力的作用下， 沉积在线圈内部夹件与铁 心的绝缘表面上形成稳定的非金属性接地故障 ， 故决定用放电冲击法。 利用现场 电气试验班组的升压变压器进行慢 慢升压放 电( 一定要注意电流和电压 的变化缓缓 操作， 电压不允许超过 2 5 0 0 V) 。当升至 1 0 0 0 V左右时， 听见线圈内部“ 砰” 的一声 ， 停止后测量 绝缘 电阻， 发 现绝 缘 电阻 升至 3 Mr 。当升 至 1 6 5 0 V左右时， 又听见线 圈内部“ 砰” 的一声， 停 下后测量绝缘 电阻， 发现绝缘 电阻 已上升到 5 0 0 Mr 。至此， 多点接地故障 已消除。 5 建 议 ( 1 )运行中的变压器最好能在铁心接地线上 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 )当出现铁心多点接地故障时， 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 )每次吊心大修时 ， 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