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    一、鐵芯多點(diǎn)接地故障原因

    大型電力變壓器在正常情況下,鐵芯只有1 點(diǎn)與接地體相接,以保證鐵芯在高電場(chǎng)中仍與大地等電位。如果鐵芯除此接地點(diǎn)外又另有1 點(diǎn)或多點(diǎn)接地(鐵芯與油箱壁短接),則稱為“鐵芯多點(diǎn)接地”。鐵芯多點(diǎn)接地的原因有很多, 常見(jiàn)的情況有下列幾種。
    1、鐵芯上落有金屬雜物,將鐵芯磁軛部分表面短接。
    2、變壓器在制造或大修過(guò)程中將鐵刷絲、起重用的鋼絲繩斷股及微小金屬絲等遺留在變壓器油箱內(nèi),當(dāng)變壓器運(yùn)行時(shí),在電磁場(chǎng)的作用下將其豎起, 使鐵芯與油箱底部短接。
    3、變壓器油箱和散熱器等在制造過(guò)程中,焊渣清理不徹底,當(dāng)變壓器運(yùn)行時(shí),特別是強(qiáng)油循環(huán)冷卻變壓器時(shí),在油流的作用下,往往把雜質(zhì)堆積在一起, 使鐵芯與油箱壁短接。
    4、變壓器制造過(guò)程中殘留在變壓器內(nèi)部的一些具有導(dǎo)電性質(zhì)的懸浮物。這些懸浮物在電磁場(chǎng)的作用下,形成導(dǎo)電小橋,使鐵芯與油箱壁短接,這種情況常常發(fā)生在油箱底部,一些粉末狀懸浮物附著在鐵芯底部絕緣墊塊表面上。
    5、變壓器進(jìn)水,使鐵芯底部絕緣墊塊受潮,引起鐵芯對(duì)地絕緣下降。

    二、變壓器鐵芯多點(diǎn)接地情況分析
    1、鐵芯油道短路故障
    大型電力變壓器鐵芯為了滿足散熱要求,采用的方法是在鐵芯中設(shè)置油道,通過(guò)循環(huán)油流把鐵芯中的熱量帶出。所謂油道即把鐵芯分級(jí)迭成,2級(jí)之間用絕緣墊塊隔離,各級(jí)之間便形成油道(油道寬度約為6mm)。由于鐵芯各級(jí)之間相互絕緣,所以在外引鐵芯接地線時(shí)必須首先把各級(jí)之間用導(dǎo)體連在一起。早期生產(chǎn)的變壓器的鐵芯接地方法是把各級(jí)鐵芯用導(dǎo)體并聯(lián)后,通過(guò)鐵芯接地套管引出與接地體相接。近期生產(chǎn)的變壓器的鐵芯接地方法是把各級(jí)鐵芯用導(dǎo)體串聯(lián)后,通過(guò)鐵芯接地套管引出與接地體相接。一般情況下鐵芯外引接地點(diǎn)設(shè)在低壓引出線側(cè)。所謂油道短路,即油道兩側(cè)的硅鋼片被短接,如油道兩側(cè)的硅鋼片撬片、油道中掉進(jìn)金屬物等。當(dāng)油道中發(fā)生短路故障時(shí),短路點(diǎn)和鐵芯級(jí)間接地連接導(dǎo)體中將流過(guò)短路故障電流,短路電流的大小隨短路點(diǎn)的變化而變化,嚴(yán)重時(shí)短路電流可達(dá)到百安培級(jí)。如短路點(diǎn)與兩側(cè)鐵芯經(jīng)接地連接導(dǎo)體構(gòu)成的電氣閉合回路中交鏈的磁通越多,故障點(diǎn)中流過(guò)的電流就越大。

    2、鐵芯窗口內(nèi)表面故障
    鐵芯窗口內(nèi)表面故障在多數(shù)情況下是由于鐵芯窗口內(nèi)表面落有金屬物使部分鐵芯截面被短接造成的,這種情況相當(dāng)于鐵芯多點(diǎn)接地故障,但是后果要比鐵芯發(fā)生外表面故障時(shí)嚴(yán)重得多。因?yàn)樵阼F芯和金屬短路物中將產(chǎn)生很大環(huán)流,情況嚴(yán)重時(shí),環(huán)流可以達(dá)到百安培數(shù)量級(jí),消耗的功率也將達(dá)到幾kW 到十幾kW。從側(cè)斷面可以看出, 部分鐵芯片間絕緣被短路, 使環(huán)流回路中電阻減小。當(dāng)鐵芯工作接地點(diǎn)采用并聯(lián)方式時(shí),環(huán)流回路中的電阻變得更小, 使情況更加嚴(yán)重。

    3、鐵芯接地故障的檢測(cè)方法
    1）鐵芯外表面接地故障的檢測(cè)
    鐵芯外表面發(fā)生接地故障時(shí),運(yùn)行中可以使用鉗形電流表,通過(guò)測(cè)量鐵芯外引接地線中的電流,來(lái)判斷鐵芯是否存在多點(diǎn)接地故障。如果電流達(dá)到數(shù)安培,則可判定鐵芯存在多點(diǎn)接地故障。但是應(yīng)當(dāng)注意, 由于變壓器油箱壁的周?chē)嬖诼┐磐?往往會(huì)使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生很大誤差,造成誤判斷。解決問(wèn)題的方法,一是測(cè)量位置應(yīng)選擇在變壓器油箱壁高度的1／ 2 處,因?yàn)樵撎幍穆┐磐ㄝ^小且與接地引下線平行。二是進(jìn)行2 次測(cè)量,第一次將鉗形電流表緊靠被測(cè)接地引下線邊緣,但并不鉗住接地線,讀取一個(gè)電流數(shù)據(jù),該讀數(shù)為漏磁通干擾電流。第二次在同一位置用鉗形電流表鉗住接地引下線,讀取第二個(gè)電流數(shù)據(jù),該讀數(shù)為鐵芯接地電流和漏磁通干擾電流之和,2 次讀數(shù)之差即為實(shí)際鐵芯接地電流。停電時(shí),可以用搖表測(cè)量鐵芯絕緣電阻來(lái)判斷鐵芯是否存在接地故障。

    2）鐵芯內(nèi)表面故障和油道短路故障的檢測(cè)當(dāng)鐵芯的內(nèi)表面發(fā)生故障和油道發(fā)生短路故障時(shí),鐵芯接地引下線中的電流基本沒(méi)有變化,所以不能用鐵芯外表面接地故障檢測(cè)方法。但是在一般情況下,變壓器的空載損耗都將明顯增加,所以可以用空載試驗(yàn)方法檢測(cè)。另外, 鐵芯發(fā)生內(nèi)表面故障和油道短路故障時(shí), 故障點(diǎn)上將明顯產(chǎn)生裸金屬性過(guò)熱特征,所以通過(guò)油色譜分析即可發(fā)現(xiàn)故障。根據(jù)資料顯示,在對(duì)變電所幾起變壓器發(fā)生油道短路故障進(jìn)行色譜跟蹤分析時(shí),發(fā)現(xiàn)裸金屬過(guò)熱特征氣體每次都有明顯增加。


    四、變壓器鐵芯故障處理方法
    1、變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障處理
    變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障,在多數(shù)情況下是由于懸浮物在電磁場(chǎng)作用下形成導(dǎo)電小橋造成的。遇到這種情況時(shí),采用電容放電沖擊法即可處理。電容充放電電路圖中,電路中電容C 為50MVar 左右,直流電壓放電器輸出的電壓大約1kV。使用方法是:首先把雙向開(kāi)關(guān)K 合到觸頭1 側(cè), 對(duì)電容C 充電, 充電后快速把開(kāi)關(guān)K合到觸頭2 側(cè)對(duì)變壓器鐵芯故障點(diǎn)放電,反復(fù)進(jìn)行幾次故障即可排除。如果是其他性質(zhì)的接地故障,用電容放電沖擊法則很難排除,一般需吊罩檢查處理。
    
    2、變壓器鐵芯油道短路故障處理
    變壓器鐵芯油道短路故障在一般情況下必須進(jìn)行吊罩處理,吊罩后打開(kāi)鐵芯級(jí)間的連接導(dǎo)體,用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)出油道是否短路,之后可以用薄木板條在油道中試導(dǎo)通,把短路物推出油道。如果上述方法不能實(shí)現(xiàn), 又不具備鐵芯解體條件,只有改變鐵芯級(jí)間接地連接方式, 即由并聯(lián)方式改為串聯(lián)方式。當(dāng)鐵芯級(jí)間采用并聯(lián)接地方式時(shí),接地片則插在每級(jí)鐵芯的中間位置。而采用串聯(lián)接地方式時(shí),接地片則插在鐵芯油道的邊緣(一般與油道相隔3 片硅鋼片) 。

    綜上所述,本文認(rèn)為變壓器鐵芯接地故障還需要注意以下幾方面問(wèn)題:
    一、變壓器鐵芯油道短路故障在一般情況下必須進(jìn)行吊罩處理,吊罩后打開(kāi)鐵芯級(jí)間的連接導(dǎo)體, 用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)出油道是否短路,之后可以用薄木板條在油道中試導(dǎo)通,把短路物推出油道。
    二、如果上述方法不能實(shí)現(xiàn),又不具備鐵芯解體條件, 只有改變鐵芯級(jí)間接地連接方式,即由并聯(lián)方式改為串聯(lián)方式。
    三、發(fā)現(xiàn)鐵芯多點(diǎn)接地故障時(shí),可采用氣相色譜法和監(jiān)視接地電流來(lái)跟蹤監(jiān)測(cè)。
    四、由鐵芯毛刺或浮物引起的接地故障可采用電容放電的方式,但要注意電壓的大小,此方法不需要對(duì)變壓器進(jìn)行吊罩,可減少停電時(shí)間,提高供電可靠性。