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如何判斷和消除變壓器鐵芯接地的故障

2018/11/01

  變壓器的繞組和鐵芯是傳遞、變換電磁能量的主要部件。保證它們的可靠運行是人們所關注的問題。統計資料表明因鐵芯問題造成故障,占變壓器總事故中的第三位。制造部門對變壓器鐵芯缺陷已引起重視,并在鐵芯可靠接地、鐵芯接地監視,以及保證一點接地方面都進行了技術改進。運行部門也把檢測和發現鐵芯故障提到 相當高度。然而,接觸器鐵芯故障仍屢有發生,其原因主要是由于鐵芯多點接地和鐵芯接地不良造成。現對兩種故障情況的判斷及處理方法作一介紹。
1.多點接地故障的排除
(1)變壓器不能停運時的臨時排除方法:
①有外引接地線,如果故障電流較大時,可臨時打開地線運行。但必須加強監視,以防故障點消失后使鐵芯出現懸浮電位。
②如果多點接地故障屬于不穩定型,可在工作接地線中串入一個滑線電阻,使電流限制在1A以下。滑線電阻的選擇,是將正常工作接地線打開測得的電壓除以地線上的電流。
③要用色譜分析監視故障點的產氣速率。
④通過測量找到確切的故障點后,如果無法處理,則可將鐵芯的正常工作接地片移至故障點同一位置,用以較大幅度地減少環流。
(2)徹底檢修措施。監測發現變壓器存在多點接地故障后,對于可停運的變壓器,應及時停運,退 出后徹底消除多點接地故障。排除此類故障的方法,根據多點接地類型及原因,應采取相應的檢修措施。但也有某些情況,停電吊芯后找不到故障點,為了能確切找到接地點,現場可采用如下方法。
①直流法。將鐵芯與夾件的連接片打開,在軛兩側的硅鋼片上通入6V的直流,然后用直流電壓表依次測量各級硅鋼片間的電壓,當電壓等于零或者表指示反向時,則可認為該處是故障接地點。

②交流法。將變壓器低壓繞組接入交流電壓220~380V,此時鐵芯中有磁通存在。如果有多點接地故障時,用毫安表測量會出現電流(鐵芯和夾件的連接片應打開)。用毫安表沿鐵軛各級逐點測量,當毫安表中電流為零時,則該處為故障點。

2.多點接地時出現的異常現象
(1)在鐵芯中產生渦流,鐵損增加,鐵芯局部過熱。
(2)多點接地嚴重時,又較長時間未處理,變壓器連續運行將導致油及繞組也過熱,使油紙絕緣逐漸老化。會引起鐵芯疊片兩片絕緣層老化而脫落,將引起更大的鐵芯過熱,鐵芯將燒毀。
(3)較長時間多點接地,使油浸變壓器油劣化而產生可燃性氣體,使氣體繼電器動作。
(4)因鐵芯過熱使器身中木質墊塊及夾件碳化。
(5)嚴重的多點接地會使接地線燒斷,使變壓器失去了正常的一點接地,后果不堪設想。
(6)多點接地也會引起放電現象。
3.鐵芯正常時需要一點接地的原因:
變壓器正常運行時,帶電的繞組與油箱之間存在電場,而鐵芯和其他金屬構件處于該電場中。由于電容分布不均,場強各異,如果鐵芯不可靠接地,則將產生充放電現象,破壞固體絕緣和油的絕緣強度,所以鐵芯必須有一點可靠接地。
鐵芯由硅鋼片組成,為減小渦流,片間有一定的絕緣電阻(一般僅幾歐姆至幾十歐姆),由于片間電容極大,在交變電場中可視為通路,因而鐵芯中只需一點接地即可將整疊的鐵芯疊片電位箝制在地電位。
當鐵芯或其金屬構件如有兩點或兩點以上(多點)接地時,則接地點間就會造成閉合回路,它鍵鏈部分磁通,感生電動勢,并形成環路,產生局部過熱,甚至燒毀鐵芯。
變壓器鐵芯只有一點接地,才是可*的正常接地。即鐵芯必須接地,且必須是一點接地。
鐵芯故障主要由兩個方面原因引起,一是施工工藝不良造成短路,二是由于附件和外界因素引起多點接地。

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