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电力变压器铁心多点接地的原因及诊断

信息来源:宁夏佳铂瑞电气配套设备有限公司    发布日期:2018-12-19

  1 出现铁心多点接地的原因

  从实际工程数据上看,造成铁心多点接地的原因是在生产、安装和运行过程中产生的。其中,变压器生产过程中的多点接地故障虽然消除了,但不排除个别产品出厂后,到现场测试时仍有故障点的情况。另外,铁心短路也是铁心变相的多点接地,铁心短路的原因主要有以下几点:

  (1)变压器内存在导电悬浮物,在电磁场的作用下形成导电小桥,使铁心与油箱壁或油箱底部短接。

  (2)制造变压器或更换铁心大修时,选用的硅钢片质量有问题。如硅钢片表面粗糙不光滑;热轧硅钢片涂的绝缘漆膜脱落;冷轧硅钢片的绝缘氧化膜附着力差也会脱落。以上几种情况都会造成片间短路,形成多点接地。

  (3)变压器油箱和散热器在制造过程中,焊渣等清理不彻底,在长期的强油循过程中,逐渐被油流带出,将铁心和油箱壁短接。

  (4)铁心加工工艺不合理。如毛刺超标,剪切中放的不平,夹有细小的金属颗粒或硬质非金属微粒,将叠片压出一个个小坑,另一面则成小凸点,叠装后也将破坏绝缘层造成片间短路。

  (5)叠压不当。叠压系数取得过大,使压力过大,破坏了片间绝缘。

  (6)运行维护不当。变压器长期超铭牌容量运行使片间绝缘老化;平时巡视和检测不够,使铁心局部过热严重,片间绝缘遭破坏造成多点接地。还有,变压器在制造或大修过程中,钢刷丝、起重用的钢丝绳的断股及微小金属丝在电磁场的作用下被竖起,造成铁心与油箱底部短接。

  (7)变压器进水,使铁心底部绝缘垫块受潮或穿芯螺杆绝缘损坏,引起铁心绝缘急剧下降,造成铁心多点接地。

  2铁心多点接地的诊断和处理方法

  2.1 观察法

  (1)铁心与夹件支板是否相碰。下夹件支板因距铁心柱或铁扼的机械距离不够,变压器在运行过程中受到冲击,使铁心或夹件产生位移后,两者相碰,造成铁心多点接地。

  处理方法为在故障点所处位置,即铁心夹件支板和铁心硅钢片碰触部位,垫入2 mm厚的绝缘纸板2~3层,并将其固定牢靠。

  (2)硅钢片是否有波浪凸起。上、下铁扼表面硅钢片因波浪凸起,在夹件油道两垫条之间与穿芯螺杆的钢座套或夹件相碰,引起铁心多点接地。

  处理方法是将钢座套锯短,使之与硅钢片距离不小于5mm,在与夹件碰接处垫2 mm厚绝缘纸板2~3层并加以固定即可。

  (3)用手电筒检查上、下夹件与铁心之间,铁心柱与拉板之间有无异物。

  (4)夹件与油箱壁是否相碰。夹件与油箱壁相碰是由于夹件本身太长或铁心定位装置松动后,当器身受冲击力或发生位移时形成的。

  处理方法是校正器身位置,紧固铁心定位装置,或割去夹件过长部分,使夹件与油箱壁间保持大于10mm间隙。

  (5)检查铁心拉带绝缘,主要为铁心下部及下夹件。

  (6)下铁扼与箱底是否桥接短路。由于变压器铁心底部垫脚绝缘薄弱受损,或因油泥等金属杂质沉淀于箱底,造成铁心下铁扼与油箱底部相接,形成多点接地。

  处理方法为将油箱底部处理干净,找出并除去“搭桥”的导体。

  2.2 试验法

  (1)测量铁心绝缘电阻

  铁心对地绝缘电阻非常低或为零,用万用表就能测试出绝缘电阻值。如铁心绝缘电阻为零或很低,则表明可能存在铁心接地故障。

  (2)测量接地线有无电流

  可在变压器铁心外引接地套管的接地引线上,用钳形表测量引线上是否有电流。变压器铁心正常接地时,应无电流回路形成。接地线上电流很小,为毫安级(一般小于0.3A)。当存在多点接地时,铁心主磁通周围相当于有短路匝存在,匝内流过环流, 其值决定于故障点与正常接地点的相对位置,即短路匝中包围磁通的多少,一般可达几十安培。利用测量接地引线中有无电流, 可准确地判断出铁心有无多点接地故障。

  (3)油色谱分析

  油气色谱异常也是铁心多点接地故障的一个表征。总烃(C1+C2)含量突然增高,尤其有C2H2气体产生,一般接近或超出《变压器油中溶解气体分析和判断导则》(GB/T7252-2001)规定的故障特征气体注意值;总烃绝对产气速率增加,一般接近或超出其注意值;用三比值法测试的比值范围编码为中高温过热故障。

  (4)铁心加压法

  将铁心的正常接地点断开,用交流试验装置给铁心加电压,若故障点接触不牢固,在升压过程中会听到放电声,根据放电火花可观察到故障点。当试验装置电流增大时,电压升不上去,没有放电现象,说明接地故障点很稳固,此时可采用下述的电流法。

  (5)铁心加大电流法

  将铁心的正常接地点断开,用电焊机装置给铁心加电流。当电流逐渐增大,且铁心故障接地点电阻大时,故障点温度升高很快,变压器油将分解而冒烟,从而可以观察到故障点部位。故障点是否消除可用铁心加压法验证。

  (6)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。

  (7)临时处理方法

  变压器铁心发生接地故障后,若变压器立即停电查找有困难,可采取临时措施坚持运行。对接地电流大的情况应临时串入一个滑线电阻,将电流限制在 1A 以下,降低铁心发热程度,防止故障的扩大。但在此期间应加强色谱的跟踪分析和接地电流的测量。

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