變壓器鐵芯在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

變壓器鐵芯故障判斷及排除

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(yùn)行是人們所關(guān)注的問(wèn)題。統(tǒng)計(jì)資料表明因鐵芯問(wèn)題造成故障，占變壓器總事故中的第三位。制造部門(mén)對(duì)變壓器鐵芯缺陷已引起重視，并在鐵芯可*接地、鐵芯接地監(jiān)視，以及保證一點(diǎn)接地方面都進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)。運(yùn)行部門(mén)也把檢測(cè)和發(fā)現(xiàn)鐵芯故障提到相當(dāng)高度。然而，變壓器鐵芯故障仍屢有發(fā)生，其原因主要是由于鐵芯多點(diǎn)接地和鐵芯接地不良造成?，F(xiàn)對(duì)兩種故障情況的判定及處理方法作一介紹。

1.鐵芯正常時(shí)需要一點(diǎn)接地的原因

變壓器正常運(yùn)行時(shí)，帶電的繞組與油箱之間存在電場(chǎng)，而鐵芯和其他金屬構(gòu)件處于該電場(chǎng)中。由于電容分布不均，場(chǎng)強(qiáng)各異，假如鐵芯不可*接地，則將產(chǎn)生充放電現(xiàn)象，破壞固體絕緣和油的絕緣強(qiáng)度，所以鐵芯必須有一點(diǎn)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(chǎng)中可視為通路，因而鐵芯中只需一點(diǎn)接地即可將整疊的鐵芯疊片電位箝制在地電位。

當(dāng)鐵芯或其金屬構(gòu)件如有兩點(diǎn)或兩點(diǎn)以上(多點(diǎn))接地時(shí)，則接地點(diǎn)間就會(huì)造成閉合回路，它鍵鏈部分磁通，感生電動(dòng)勢(shì)，并形成環(huán)路，產(chǎn)生局部過(guò)熱，甚至燒毀鐵芯。

變壓器鐵芯只有一點(diǎn)接地，才是可*的正常接地。即鐵芯必須接地，且必須是一點(diǎn)接地。

鐵芯故障主要由兩個(gè)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(diǎn)接地。

2.鐵芯多點(diǎn)接地類(lèi)型

(1)安裝變壓器竣工后，未將油箱頂蓋上運(yùn)輸?shù)亩ㄎ讳N(xiāo)翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)或去除掉，構(gòu)成多點(diǎn)接地。

(2)由于鐵芯夾件肢板距芯柱太近、鐵芯疊片因某種原因翹起后，觸及到夾件肢板，形成多點(diǎn)接地。

(3)鐵軛螺桿的襯套過(guò)長(zhǎng)，與鐵軛疊片相碰，構(gòu)成了新的接地點(diǎn)。

(4)鐵芯下夾件墊腳與鐵軛間的絕緣紙板脫落或破損，使墊腳鐵軛處疊片相碰造成接地。

(5)具有潛油泵裝置的大中型變壓器，由于潛油泵軸承磨損，金屬粉末進(jìn)入油箱中，淤積油箱底部，在電磁力作用下形成橋路，將下鐵軛與墊腳或箱底接通，形成多點(diǎn)接地。

(6)油浸變壓器油箱蓋上的溫度計(jì)座套過(guò)長(zhǎng)，與上夾件或鐵軛、旁柱邊沿相碰，構(gòu)成新的接地點(diǎn)。

(7)油浸變壓器油箱中落入了金屬異物，這類(lèi)金屬異物使鐵芯疊片和箱體構(gòu)通，形成接地。

(8)下夾件與鐵軛階梯間的木墊塊受潮或表面不清潔，附有較多的油泥，使其絕緣電阻值降為零時(shí)，構(gòu)成了多點(diǎn)接地。

3.多點(diǎn)接地時(shí)出現(xiàn)的異常現(xiàn)象

(1)在鐵芯中產(chǎn)生渦流，鐵損增加，鐵芯局部過(guò)熱。

(2)多點(diǎn)接地嚴(yán)重時(shí)，又較長(zhǎng)時(shí)間未處理，變壓器連續(xù)運(yùn)行將導(dǎo)致油及繞組也過(guò)熱，使油紙絕緣逐漸老化。會(huì)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(guò)熱，鐵芯將燒毀。

(3)較長(zhǎng)時(shí)間多點(diǎn)接地，使油浸變壓器油劣化而產(chǎn)生可燃性氣體，使氣體繼電器動(dòng)作。

(4)因鐵芯過(guò)熱使器身中木質(zhì)墊塊及夾件碳化。

(5)嚴(yán)重的多點(diǎn)接地會(huì)使接地線(xiàn)燒斷，使變壓器失去了正常的一點(diǎn)接地，后果不堪設(shè)想。

(6)多點(diǎn)接地也會(huì)引起放電現(xiàn)象。

4.多點(diǎn)接地故障的檢測(cè)

鐵芯多點(diǎn)接地故障判定方法通常從兩方面檢測(cè)：

(1)進(jìn)行氣相色譜分析。色譜分析中如氣體中的甲烷及烯烴組分含量較高，而一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w含量和已往相比變化不大，或含量正常，則說(shuō)明鐵芯過(guò)熱，鐵芯過(guò)熱可能是由于多點(diǎn)接地所致。

(2)測(cè)量接地線(xiàn)有無(wú)電流?？稍谧儔浩麒F芯外引接地套管的接地引線(xiàn)上，用鉗形表測(cè)量引線(xiàn)上是否有電流。變壓器鐵芯正常接地時(shí)，因無(wú)電流回路形成。接地線(xiàn)上電流很小，為毫安級(jí)(一般小于0.3A)。當(dāng)存在多點(diǎn)接地時(shí)，鐵芯主磁通四周相當(dāng)于有短路匝存在，匝內(nèi)流過(guò)環(huán)流，其值決定于故障點(diǎn)與正常接地點(diǎn)的相對(duì)位置，即短路匝中包圍磁通的多少。一般可達(dá)幾十安培。利用測(cè)量接地引線(xiàn)中有無(wú)電流，很準(zhǔn)確地判定出鐵芯有無(wú)多點(diǎn)接地故障。

5.多點(diǎn)接地故障的排除

(1)變壓器不能停運(yùn)時(shí)的臨時(shí)排除方法：

有外引接地線(xiàn)，假如故障電流較大時(shí)，可臨時(shí)打開(kāi)地線(xiàn)運(yùn)行。但必須加強(qiáng)監(jiān)視，以防故障點(diǎn)消失后使鐵芯出現(xiàn)懸浮電位。

假如多點(diǎn)接地故障屬于不穩(wěn)定型，可在工作接地線(xiàn)中串入一個(gè)滑線(xiàn)電阻，使電流限制在1A以下?；€(xiàn)電阻的選擇，是將正常工作接地線(xiàn)打開(kāi)測(cè)得的電壓除以地線(xiàn)上的電流。

要用色譜分析監(jiān)視故障點(diǎn)的產(chǎn)氣速率。

通過(guò)測(cè)量找到確切的故障點(diǎn)后，假如無(wú)法處理，則可將鐵芯的正常工作接地片移至故障點(diǎn)同一位置，用以較大幅度地減少環(huán)流。

(2)徹底檢修措施。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)變壓器存在多點(diǎn)接地故障后，對(duì)于可停運(yùn)的變壓器，應(yīng)及時(shí)停運(yùn)，退出后徹底消除多點(diǎn)接地故障。排除此類(lèi)故障的方法，根據(jù)多點(diǎn)接地類(lèi)型及原因，應(yīng)采取相應(yīng)的檢修措施。但也有某些情況，停電吊芯后找不到故障點(diǎn)，為了能確切找到接地點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)可采用如下方法。

直流法。將鐵芯與夾件的連接片打開(kāi)，在軛兩側(cè)的硅鋼片上通入6V的直流，然后用直流電壓表依次測(cè)量各級(jí)硅鋼片間的電壓，當(dāng)電壓等于零或者表指示反向時(shí)，則可認(rèn)為該處是故障接地點(diǎn)。

交流法。將變壓器低壓繞組接入交流電壓220～380V，此時(shí)鐵芯中有磁通存在。假如有多點(diǎn)接地故障時(shí)，用毫安表測(cè)量會(huì)出現(xiàn)電流(鐵芯和夾件的連接片應(yīng)打開(kāi))。用毫安表沿鐵軛各級(jí)逐點(diǎn)測(cè)量，當(dāng)毫安表中電流為零時(shí)，則該處為故障點(diǎn)。

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