變壓器鐵芯故障

1、變壓器鐵芯接地電流超標(biāo)缺陷 分析及處理 前言 電力變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：鐵芯多點(diǎn)接地而接地 電流較大時(shí)應(yīng)安排檢修。多年來，變壓器鐵芯接地的缺陷 較多,根據(jù)有些單位統(tǒng)計(jì),大型變壓器的鐵芯接地缺陷占運(yùn) 行臺(tái)數(shù)的2%4%,因此,處理鐵芯接地缺陷顯得尤為重要。 1. 電力變壓器鐵芯必須有一點(diǎn)可靠接地， 但若鐵芯出現(xiàn)另一個(gè)接地點(diǎn)，便形成了閉 合回路，一方面造成貼芯局部短路過熱， 嚴(yán)重時(shí)還可能燒損鐵芯;另一方面，在鐵芯 的正常接地線上產(chǎn)生了環(huán)流，造成變壓器 局部過熱，還可能產(chǎn)生放電性故障。因此， 準(zhǔn)確、及時(shí)診斷變壓器鐵芯接地故障，并 采取積極措施，這對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行 意義重大。 2.變壓器鐵芯的正常接地

2、 變壓器的主要部件是線圈繞組及鐵芯。變 壓器的鐵芯不僅要質(zhì)量好，而且還必須有 可靠的1點(diǎn)接地，這種可靠的1點(diǎn)接地叫鐵 芯的正常接地。大型變壓器的1點(diǎn)接地通常 采用的方法是:將鐵芯的任一疊片與上下夾 件之間用絕緣隔開，并用0 .3 mm厚的銅片 與夾件連接好，再引到箱蓋上與箱蓋上的 接地小套管連接好，構(gòu)成鐵芯的1點(diǎn)接地。 3.變壓器鐵芯多點(diǎn)接地類型 鐵芯正常情況下只有1點(diǎn)接地，這樣才是可靠接地；當(dāng)出現(xiàn)2點(diǎn)及 以上的接地時(shí)稱為多點(diǎn)接地，變壓器鐵芯的多點(diǎn)接地類型主要有: (1)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。 (2)鐵芯下夾件墊腳與鐵間的絕緣紙板脫落或破損，使墊腳鐵軛 處疊

3、片相碰，形成多點(diǎn)接地。 (3)油浸變壓器油箱蓋上的溫度計(jì)座套過長(zhǎng)，與上夾件或鐵軛、 旁柱邊相碰，形成多點(diǎn)接地。 (4)利用潛油泵進(jìn)行油強(qiáng)迫冷卻的大中型變壓器，由于潛油泵軸 承的磨損，金屬粉末進(jìn)人油箱，積聚在底部，在電磁力作用下，金屬 粉末形成橋路，使下鐵軛與墊腳或油箱底接通，形成多點(diǎn)接地。 (5)鐵軛階梯間的木墊塊受潮或表面不干凈，附有較多油泥、雜 渣使其絕緣降低，構(gòu)成多點(diǎn)接地。 (6)油箱中落入金屬異物，使鐵芯疊片與箱體之間連通，形成多 點(diǎn)接地。 4.變壓器鐵芯多點(diǎn)接地的危害 （1）變壓器形成多點(diǎn)接地后，會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生渦流,變壓器鐵 損耗增加,鐵芯局部過熱。 （2）多點(diǎn)接地嚴(yán)重并長(zhǎng)時(shí)間未得到

4、處理時(shí),變壓器油及繞組也 會(huì)產(chǎn)生過熱現(xiàn)象,使油紙絕緣逐漸老化，會(huì)導(dǎo)致芯疊片之間絕緣 層老化而脫落,繼而引起更嚴(yán)重的鐵芯過熱,鐵芯被燒毀。 （3）長(zhǎng)時(shí)間多點(diǎn)接地,局部的鐵芯過熱會(huì)引起變壓器油質(zhì)劣化， 嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生可燃性氣體，使瓦斯繼電器動(dòng)作。 （4）鐵芯的過熱會(huì)使變壓器本體器身中的的木質(zhì)墊塊及夾件碳 化。 （5）嚴(yán)重的多點(diǎn)接地會(huì)使變壓器接地線燒斷，使變壓器失去點(diǎn) 接地，后果不堪設(shè)想。 （6）變壓器多點(diǎn)接地會(huì)引起變壓器內(nèi)部產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象。 5.變壓器鐵芯多點(diǎn)接地產(chǎn)生的各種原因 （1）變壓器制造時(shí),由于工藝問題,造成鐵芯質(zhì)量不合格， 如毛刺超標(biāo)、表面不平整等，很容易在疊裝后破壞片間絕 緣。 （2）

5、鐵芯片與片之間在疊壓時(shí)，操作不當(dāng)或壓力過大， 也會(huì)導(dǎo)致片間絕緣受損。 （3）變壓器在制造時(shí)，多選用的硅鋼片質(zhì)量有問題，如 表面不光滑，涂的絕緣漆膜不均勻或脫落，造成硅鋼片間 短路，形成多點(diǎn)接地。 （4）變壓器長(zhǎng)期過載運(yùn)行，鐵芯局部過熱嚴(yán)重，也會(huì)使 變壓器硅鋼片間絕緣老化，片間絕緣受損，形成多點(diǎn)接地。 6.運(yùn)行中的檢測(cè)方法 在變壓器運(yùn)行中，使用鉗形電流表測(cè)量鐵 芯外接地引下線中的接地電流，可判斷鐵 芯是否存在多點(diǎn)接地。該電流一般不大于 1oomA，若達(dá)到安培級(jí)，則可判斷鐵芯存在 多點(diǎn)接地。如果變壓器的鐵芯和上夾件分 別由套管引出接地，那么還可通過測(cè)量其 接地線中的電流，判斷故障部位。 7.運(yùn)行變

6、壓器鐵芯接地故障處理 確認(rèn)變壓器存在鐵芯多點(diǎn)接地缺陷，而又不 能在短時(shí)間內(nèi)停電檢修時(shí)，可考慮使用下列方法。 （1）可臨時(shí)在接地回路中串入限流電阻限制 缺陷進(jìn)一步劣化。 （2）對(duì)于小型變壓器，使用大型濾油機(jī)將油 從其下部打入，利用油流沖擊底部，將導(dǎo)電顆粒 沖離導(dǎo)電位置從而恢復(fù)鐵芯底部絕緣。 上夾件碰油箱 1.故障原因分析： 造成上夾件碰油箱故障主要是變壓器 制造廠設(shè)計(jì)及工藝上的問題，特別是拱形 頂?shù)挠拖洹Ｓ捎谠O(shè)計(jì)時(shí)上夾件與油箱距離 太近或設(shè)計(jì)值誤差太大，造成上夾件與油 箱內(nèi)壁相接觸或太近，在上夾件產(chǎn)生環(huán)流 或尖角對(duì)油箱放電。 2.故障處理 用矬子或角向砂輪把上夾件的角磨去、 磨平。上夾件固定在上

7、鐵軛位置正確，不 得有傾斜，上鐵軛夾緊力度適當(dāng)。 鋼壓板碰鐵芯、線圈鋼壓板與上夾件壓螺釘 之間絕緣受損 1.故障原因分析 磁材料在變壓器中會(huì)產(chǎn)生渦流及電勢(shì),因此, 所有鋼壓板也必須一點(diǎn)接地。當(dāng)鋼壓板碰鐵芯 柱時(shí)，在碰接的地方和鐵芯接地片處形成短路 回路，短路回路中便有感應(yīng)環(huán)流。這個(gè)感應(yīng)環(huán) 流的回路是：鐵芯接地點(diǎn)鐵芯壓板與 鐵芯短接點(diǎn)壓板夾件鐵芯接地片。 就是這樣一個(gè)感應(yīng)環(huán)流，使鐵芯電流有可 能從接近零上升到幾十安培，這樣，鐵芯可能 產(chǎn)生局部過熱，接地片可能燒毀而產(chǎn)生放電， 嚴(yán)重威脅大型變壓器的安全運(yùn)行。 2.故障查找 鋼壓板與上夾件原先是用銅線連接著的， 檢查時(shí)先拆掉這3條銅線，然后用兆歐表測(cè)

8、每 一個(gè)鋼壓板與鐵芯的絕緣電阻，如發(fā)現(xiàn)絕緣電 阻值為0，則說明該鋼壓板碰到鐵芯柱。此時(shí) 需檢查鋼壓板何處碰接鐵芯，再矯正。測(cè)量鋼 壓板對(duì)上夾件絕緣電阻，如為0，則說明上夾 件壓螺釘與鋼壓板短路。必須逐個(gè)檢查壓螺釘， 即每松開一個(gè)壓螺釘，測(cè)量該鋼壓板絕緣電阻， 直到壓板與上夾件絕緣電阻不為0時(shí)止，壓螺 釘壓緊也必須逐個(gè)進(jìn)行。 穿芯螺桿鋼座碰鐵芯 1.故障原因分析 老式變壓器鐵芯基本上都是用穿芯螺桿夾 緊的，該方法必須先在鐵芯柱的鋼片上沖孔， 為了防止穿芯螺桿、螺母造成片間短路或形成 短路環(huán)，因此在穿芯螺桿上必須套有絕緣紙?zhí)祝?在鋼墊圈靠鐵芯側(cè)墊有絕緣墊圈。穿芯螺桿由 于鐵芯的屏蔽作用，其電位與鐵

9、芯相差不多， 可以不必再接地。 由于受到變壓器近端短路或震動(dòng)，上夾件 受力往上頂，下夾件往下，因此常常在穿芯螺 桿鋼座與鐵芯末級(jí)短路，造成鐵芯多點(diǎn)接地。 2.故障處理 一般是先取出故障的穿芯螺桿鋼座， 在螺桿故障端墊上絕緣紙板，加上鋼墊圈 和螺母便可。每處理一個(gè)故障點(diǎn)要測(cè)一次 該螺桿的絕緣電阻。 （1）A，B，C相所有壓螺釘下加強(qiáng)兩 張1mm厚電工紙板，所有壓螺釘壓緊，鋼 壓板對(duì)夾件、鐵芯絕緣電阻1000M。 3.故障實(shí)例 2002年11月,在陸豐某110KV變電站檢修變 壓器時(shí)發(fā)現(xiàn)上述類型的故障。該變壓器容量為 15000KVA，近年來在低壓側(cè)發(fā)生過3次近端短 路，且短路時(shí)間較長(zhǎng)。經(jīng)吊芯檢查

10、，發(fā)現(xiàn)B，C 間穿芯螺桿對(duì)鐵芯絕緣電阻僅為5M，而A，B 間穿芯螺桿對(duì)鐵芯絕緣電阻大于2000M，其 它的主要絕緣也都大于2000M。因此，檢查 了B，C間穿芯螺桿，發(fā)現(xiàn)低壓側(cè)的鋼座隔著低 薄的絕緣紙靠著鐵芯末級(jí)，取掉鋼座后，其絕 緣電阻大于2000M。 活動(dòng)金屬物的影響 1.原因故障分析 變壓器在制造過程中，硅鋼片有時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的毛 刺；變壓器箱殼、夾件等鐵件在焊接后有時(shí)會(huì)附著些焊 渣，這些毛刺和焊渣在制造時(shí)清理不徹底，變壓器運(yùn)行 后，由于變壓器的震動(dòng)及變壓器油流動(dòng)等原因，一些鐵 屑會(huì)掉到箱底。在高電壓的作用下，毛刺和鐵屑等活動(dòng) 金屬物會(huì)形成“搭橋”短路。變壓器油中油垢及不潔凈 帶潮濕纖維等

11、雜物常沾附在鐵芯墊腳絕緣表面，產(chǎn)生鐵 芯低電阻不穩(wěn)定接地。 當(dāng)某一絕緣油道內(nèi)落入金屬異物，或硅鋼片的尖角 未很好壓住而蹺起與另一側(cè)硅鋼片相碰接通形成回路， 電位差產(chǎn)生循環(huán)電流，就會(huì)在該處因接觸不良而出現(xiàn)高 溫過熱和火花型放電，接觸點(diǎn)周圍油被裂解。 2.故障處理 由于油箱底部堆積有金屬異物等雜質(zhì)的，可用8號(hào)鐵絲，在 鐵絲上均勻地、半疊地纏上干凈的白布帶，然后穿過鐵芯與箱 底之間的空隙，由兩個(gè)人在鐵芯兩側(cè)來回地拉動(dòng)，直到把所有 臟的雜質(zhì)、鐵銹等清出，再用油經(jīng)板式油濾機(jī)把臟物吸濾掉。 如果由于鐵芯硅鋼片毛刺造成鐵芯多點(diǎn)接地故障的，可用 大電流電焊機(jī)，電流的大小視毛刺的粗細(xì)，一般加150-200A便

12、足以把毛刺燒掉。這個(gè)辦法同樣適用于變壓器注油帶電后，雜 質(zhì)在油中搭成小橋的接地故障。 當(dāng)絕緣油道內(nèi)有短路點(diǎn)而無法消除時(shí)，可將插入該油道兩 側(cè)鐵芯的接地片取出，然后用50-60cm長(zhǎng)M8或M10全螺紋螺栓 加工成，用螺絲刀旋入該油道內(nèi)，把油道兩側(cè)硅鋼片可靠連接 在一起，且要保證該螺栓緊緊旋入。 3.故障實(shí)例 1999年饒平某110KV變電站主變吊芯檢查 完畢后，用2500V的兆歐表測(cè)鐵芯對(duì)地絕緣電 阻為2000M，蓋罩注油后，測(cè)鐵芯對(duì)地絕緣 電阻為0.該主變是新裝產(chǎn)品，器身較為干凈， 箱底并無鐵焊渣或別的雜質(zhì)，問題在于鐵芯硅 鋼片有一些毛刺，判斷為鐵芯毛刺對(duì)箱底短路。 經(jīng)用大電流電焊機(jī)通180A

13、的電流后，毛刺燒毀， 故障排除（當(dāng)然，在毛刺燒掉時(shí)，變壓器油中 會(huì)分解出少量的乙炔氣體）。 鋼墊腳與鐵芯之間絕緣受潮故障 1.故障原因分析 由于變壓器油含水量較高或吊芯時(shí)環(huán)境濕 度較大，時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)使鋼片墊腳與鐵芯之間 的絕緣紙板和木墊塊受潮。此時(shí)，如果用 2500V兆歐表測(cè)鐵芯對(duì)地絕緣電阻時(shí)，其值往 往為0.這樣就必須用萬用表的歐姆檔測(cè)量，一 般為幾十或幾百不等，但電阻值肯定不能 為0，這時(shí)絕緣有受潮的嫌疑，否則肯定不是 受潮故障。判斷絕緣是否受潮單靠電阻數(shù)值還 不行，還要進(jìn)行更加有效的試驗(yàn)。 2.故障實(shí)例 2002年4月，某廠在無勵(lì)磁31500KVA變壓器改 造為有載40000KVA變壓器過程中，由于改