天威保变（合肥）变压器有限公司安徽合肥230000
摘要：电力能源已经贯穿于人们日常生活的方方面面，在人们的生活生产中不可或缺，因此要做好电力系统的日常维护和检修。电力变压器是电网安全系统中的关键设备，而目前正在运行的电力变压器大多数存在老化和故障问题，如果发生电力事故，危害很大，断电会严重影响人们的日常生活，也会造成巨大的经济损失，变压器铁心绝缘故障在变压器故障中占有相当大的比例，基于此，本文主要对电力变压器铁心绝缘故障的诊断及处理进行分析探讨。
关键词：电力变压器；铁心绝缘故障；诊断；处理
1、前言
变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应作用将一种电压、电流的交流电能，转换成同频率的另一种电压，电流的电能。变压器是电力系统中的重要电气设备。因此，要做好正在运行的电力变压器的检修和维护工作，诊断出存在的故障和潜在的隐患，降低电力变压器的故障发生率，也避免发生安全事故，保障电力变压器的稳定运行。
2、变压器铁心多点接地故障的诊断
2.1变压器停运状态下铁心多点接地故障的诊断
由于大型电力变压器的铁心在正常情况下均是通过接地套管实现一点接地，因此大型电力变压器在停运状态下，判断铁心是否存在多点接地故障的方法较为简单。只要断开铁心接地线，用2500V绝缘电阻表测量接地套管绝缘电阻，即可判定铁心是否接地。对于铁心没有通过接地套管接地的电力变压器，在停运状态下判断铁心是否存在多点接地故障的方法相对较为复杂。需要通过变压器油气相色谱分析，结合电气试验项目进行综合判断。
2.2变压器运行过程中铁心多点接地故障的诊断
（1）油样气相色谱分析。当电力变压器铁心发生多点接地故障时，便会造成铁心局部过热，改变绝缘油组分，通过提取油样，进行气相色谱分析，便可作出判断。铁心在接地点之间形成环流造成过热，属于裸金属过热，在气相色谱分析结果中，将会表现出总烃产气速率超出注意值，甲烷与烯烃组分很高，一氧化碳与以往数据相比无明显变化等特征。运行中的变压器，如果绝缘油气相色谱分析出现这些特征，表明其铁心存在多点接地故障，可以通过四比值法进一步进行确诊。四比值法确诊铁心存在多点接地故障的分析判据为：①CH4/H2=1—3；②C2H6/CH4＜1；③C2H4/C2H6≥3；④C2H2/C2H4＜0.5。
当绝缘油色谱分析结果中的五种特征气体之间的比值全部符合以上判据，即可确定变压器存在铁心多点接地故障。
（2）测量铁心接地引出线电流。运行中的变压器可以用钳形电流表直接测量铁心接地引出线的电流，以此来判断变压器是否存在铁心多点接地故障。由于变压器铁心接地故障点相对于铁心正常接地点所处的位置不同，其相互之间包含的磁通量不同，在铁心间形成环流的值有大有小，因此当变压器铁心发生多点接地故障时，用钳形电流表测量出的铁心接地引出线的电流也有大有小。正常的变压器在运行过程中，铁心接地引出线的电流一般不大于0.3A。当变压器在运行过程中，测量铁心接地引出线的电流超过0.3A，且数值达到几十安以上时，可以直接作出变压器存在铁心多点接地故障的判断；当测量铁心接地引出线的电流超过0.3A，但数值较小时，应结合绝缘油的气相色谱分析，进一步确定变压器是否存在铁心多点接地故障。
由于造成变压器铁心多点接地故障的因素较多，在诊断过程中应采用多种方法综合分析。如某公司SFP-370000/330型的5号主变压器，在2005年检修前的电气试验过程中，发现铁心绝缘电阻为零，用万用表进一步测试铁心对地电阻1.4Ω，而在停运前的运行过程中测量的铁心接地引出线的电流仅为0.1A，未反映出存在铁心多点接地故障。对绝缘油的气相色谱分析也正常，没有异常特征。后来通过放油查找，发现为硅钢片翘起触及金属件所致。由于变压器带电后在磁通的作用下，翘起的硅钢片被吸回到铁心，因此变压器在运行过程中，铁心不存在多点接地故障，而停运后翘起的硅钢片失去磁力触及金属件，发生多点接地故障。
3、变压器铁心多点接地故障点的查找
结合运行中的变压器发生多点接地故障的主要原因，查找变压器多点接地故障可分步进行。
3.1变压器外部查找
（1）开启潜油泵或外接滤油机进行油循环，期间测量铁心绝缘是否有变化，同时化验绝缘油内水分含量。以此判断铁心绝缘是否因油箱底部沉积水分受潮，或油箱底部形成导电桥路。
（2）拆除并检查接地套管及其引下线绝缘是否正常，如果存在绝缘故障，作相应处理后，测量铁心绝缘是否恢复正常。
（3）将油放至露出上部铁心后，拆除油箱顶部冷却器导油管及温度计，检查上部铁心、温度计座套等部位，查找是否存在接地点。
3.2变压器内部查找
若变压器外部查找不到接地点，应对变压器进行整体放油，进入变压器内部进行查找。
（1）拆除中性点套管连接附件，由检查人员从中性点套管安装孔进入油箱低压侧进行铁心整体检查。进入内部检查的人员要随时与外部联系，防止发生窒息。
（2）拆开高压侧人孔，进入油箱高压侧进行检查，查找铁心接地点。进入内部检查人员随时与外部联系，防止发生人员窒息。
（3）经过表面查找，仍然不能确定接地点，可以对铁心及绕组进行清洁，并用合格的同牌号变压器油清洗变压器底部，清洗期间测量铁心绝缘是否上升。如果绝缘上升，全面清洗后，变压器注油恢复；如果清洗期间铁心绝缘无变化，应采用放电冲击法查找接地点。
电力变压器按照标准设计铁心，有一处铁心接地就可以，假如电力变压器有多处铁心接地，电力变压器的工作效率就会大打折扣。解决电力变压器多处接地的问题可以将不需要的接地线直接剪掉，或者用直流电冲击。直流电冲击的原理是首先全部剪掉电力变压器铁心上接地的供电线，之后用直流电压冲击电力变压器的油箱和铁心，多次重复的冲击之后，烧毁了不需要的，这样就解决了电力变压器出现多处铁心接地的故障。
4、变压器制造过程中的防御措施
根据前文的分析，我们可以得出，如何去减少变压器绝缘故障的发生在于两个方面，一是严格的限制自由水的含量，二是减少自由水局部集积现象的出现。所以，变压器制造过程中我们可以从以下三点内容，在绝缘故障发生前进行防御。
（1）在设计阶段，进行变压器绝缘结构图纸设计中，要保证工作场强的均匀分布，并且在绝缘用料总量一定的境况下尽可能的降低场强。例如，在设计过程中，匝间工作场强一般不大于2kV/mm。
（2）变压器制造中的真空干燥阶段，一般采用煤油气相干燥，固体绝缘中的含水分含量应小于0.5%，基本上不含自由水。
（3）变压器制造中的真空注油阶段，由于变压器油中含水量相对较多，注油时可能与油接触的任体绝缘，都会吸附一定的水分，所以在注油后，应采用各种工艺清除这些自由水。在注油前要检查油中水分含量，在一般情况下，含水量必须小于10mg/L.
5、结语
变压器铁心多点接地故障多数情况需吊罩检查处理，而采用直流冲击放电法进行处理，方法较简单，节省了人力、物力，大大缩短了检修时间，提高了工作效率。但是，电容充放电法有一定的适用范围，而且充放电电压要有所限制。
参考文献
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