变压器铁芯多点接地故障的分析判断及处理.pdf

变压器铁芯多点接地故障的分析判断及处理 孙喜刚袁春坤郭忠田马超 山东铝业公司。山东淄博2 5 5 0 6 1 摘要结合我厂2 台1 1 0 k V 变压器的故障处理实例，对变压器铁芯多点接地故障的分析判 断及现场简易处理方法作一探讨。 关麓词变压器；铰芯接地；分析判断；处理 中圉分类号T F 8 2 1 文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 1 0 5 0 0 3 5 0 3 目前．我国制造的大中型变压器，铁芯大 都经1 只套管引至油箱体外部接地。如果铁 芯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芯多点接地故 障。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。酿成更换铁芯硅钢 片的重大故障；另一方面会引起变压器局部 过热，可能产生放电性故障。有关统计资料 表明，因铁芯多点接地造成的事故，占变压器 总事故中的第3 位。本文通过我公司电解铝 厂Z H S F P 一2 7 8 5 0 ／11 0 型整流变现场吊芯检 修实例，对变压器铁芯多点接地的分析判断 和处理方法作一简单的介绍。 1 铁芯多点接地故障的判断 变压器铁芯多点接地故障，可从如下几 方面加以判断。 1 测量铁芯绝缘电阻。如铁芯绝缘电 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。铁芯或夹件通 过小套管引出接地的变压器。应监视接地线 中是否有环流，如有，则要使变压器停运，测 作者简介孙喜9 1 1 ] 1 9 4 2 一 ，男，山东莱州人．高级工程师 量铁芯的绝缘电阻。 3 气相色谱分析。利用气相色谱分析 法，对油中含气量进行分析，也是发现变压器 铁芯接地最有效的方法。发生铁芯接地故障 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分析 和判断导则” G B 7 2 5 2 8 7 规定的注意值 1 5 0 , u L ／L ，其中乙烯 c 2 H 4 、甲烷 C H 4 占 较大比重。乙炔 Q H 2 含量低或不出现，即 未达到规定注意值 5 p L ／L 。若出现乙炔也 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起来，共同 判定铁芯是否多点接地。 2 现场简易处理方法 2 ．1 不吊芯临时串接限流电阻 运行中发现变压器铁芯多点接地故障 后，为保证设备的安全，均需停电进行吊芯检 查和处理。但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，以限制铁芯接地回路的环 流，防止故障的进一步恶化。 在串接电阻前，分别对铁芯接地回路的 环流和开路电压进行测量，然后计算所串电 万方数据 阻值。注意所串电阻不宜太大，以保持铁芯 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芯开路。 2 ．2 吊芯检查 a ．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。 b ．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。 C ．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进行清 理。 d ．对各间隙进行油冲洗或氮气冲吹清理。 e ．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。 2 ．3 放电冲击法 由于受变压器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型式的 制约，现场很多情况下无法一时找到其具体 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．但电流不好控制。而现 场这种情况极少，接地电阻大都几百欧姆以 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。根据我们成功 的检修实例和现场经验．向大家推荐介绍一 种极具推广价值的方法。实现起来异常容 易，而且安全可靠、控制操作使用简单方便． 且利于快速就地取材。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。原 理图见图1 。 调压器J 一 升压 _ Q 匕3 ； 图1 放电冲击法原理图 现场应用时注意换算好二次电压。由于 铁芯对地绝缘垫片很薄。故二次高压不能高 于2 5 0 0 V 。 3 现场实例 1 9 9 9 年9 月2 6 日，我公司电解铝厂3 整流变 z H s F P 一2 7 8 5 0 ／1 1 0 在吊芯大修时发 现铁芯积铁锈很多，铁芯对夹件绝缘为 0 ．1 5 M I I 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 0 。故判定铁芯出现非 金属性多点接地故障，处理步骤如下 1 各绝缘薄弱重点部位外观检查，未发 现有明显接地点和放电痕迹； 2 分部摇测两分半铁芯对夹件绝缘，其 中一半绝缘为5 0 0 M N ．另一半为0 ．1 5 M n ， 说明是一侧铁芯多点接地； 万方数据 3 以接地一侧为重点，对铁芯和绝缘垫 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 在箱体内对铁芯进行了2 次油冲洗 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 件与铁芯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．接着停下测量 绝缘电阻，发现绝缘电阻升至3 M 1 2 。继续升 压。当升至1 6 5 0 V 左右时，又听见线圈内部 “砰”的一声．停下测绝缘电阻．发现绝缘电阻 已上升至5 0 0 M O 。至此，多点接地故障已消 除。 2 0 0 1 年3 月9 日，我公司电解铝厂2 8 整流变 Z H S F P 一2 7 8 5 0 ／1 1 0 在进行小修检查 时发现其铁芯对外壳绝缘电阻值为0 用 2 5 0 0 V 摇表摇测 。用数字万用表测得电阻值 约为4 7 k f ／, ．故判定铁芯出现非金属性接地故 障。采用上述方法处理后，铁芯接地故障消 除。 4 几点建议 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，且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，引起变压器铁 芯多点接地故障。 万方数据