论电力变压器铁心接地故障的排除

    张深明

    摘 要：电力变压器中的铁心是变压器自身发生电力能量转换的重要组成部分之一。本文主要介绍了电力变压器接地的原理、故障产生的原因，以及相应的检测和处理方法措施。

    关键词：电力变压器；铁心；故障；原理；原因

    电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一，是保障电力系统安全运行的重要因素，而铁心又是变压器的磁路，保证变压器正常工作的进行能量转换的重要组成部分。能够引发变压器发生故障的因素多且复杂，最为常见的当属铁心多点接地的磁路故障，影响变压器的正常运行工作。

    1 变压器铁心接地的原理

    1.1 接地原理

    电力变压器在正常运行工作时，包括铁心在内的金属结构零件处于极强的电场中，具有较高的对地电位。要是铁心不接地则有电势差的存在，此时铁心与接地油箱等中间很容易产生断断续续放电现象，严重时直接损坏变压器。根据物理学中电生磁的原理，以及相对单位距离的不同，铁心和其他零部件之间也存在一定的电势差，也会产生放电的现象。这些现象的存在会导致事故的发生，因此必须让铁心等零部件可靠接地，才能保证它们在等势面上，不会产生放电现象。

    1.2 铁心一点接地的原理

    电力电压器的制作采用的是硅钢片结构，所以说，铁心接地也就是硅钢片接地。由于硅钢片中的绝缘电阻值相对很小，电磁场感应产生的交流电荷极高能够通过电容器介质流向大地。多片硅钢接地的话就造成了短接现象，变压器在极短时间内迅速过热而毁坏。主要的接地操作是：将任何一片硅钢片镀有锡铜片的一端深入铁心中压死，另一端固定在夹铁板上，再连接到油箱内侧就完成了。

    2 铁心接地故障的原因

    （1）变压箱中有异物的存在：首先是在变压器制作过程中，由于清理的不彻底，导致在变压器在工作过程中，更加容易堆积杂物，最后发生短路现象；其次就是变压器自身的原因了，它在工作中也会产生金属间磨损成粉状颗粒的现象，由少积成多，最后影响正常工作

    （2）由于铁心夹件的支板距离铁心柱太近，或者在安装时没有固定好，导致正常工作时造成垫脚与硅钢片相碰，最后演变成短路。

    （3）变压器的木垫被水沾染致使绝缘层受到损坏，对变压箱的保护不周，在大雨雪天气时造成变压器进水，纸板受到了潮湿而短路。

    3 多点接地致使铁心过热的原因

    （1）变压器制造工艺不良

    电力变压器是电力系统正常运作的关键之处，所以它的制作工艺也是相当的高，一定要做到杜绝短路、放电现象的发生。这就要求变压器的夹件绝对不能碰到铁心，无论是大小还是长短都要恰如其分，严格的按照要求，多一分少一厘都不行；对于制造过程的异物必须仔仔细细地清理，不能遗留任何的金属粉金属丝。

    （2）安装技术不过关

    电力变压器的安装是要求一点接地，在安装过程中由于螺丝拧得不够结实，位置会有所偏差，导致接近甚至接触到夹壳，也会存在连接金属过长，没有进行处理就连接，产生碰壁现象，最终导致多点接地而引起短路。除了安装技术上的要求外，还有对工作人员对零件也要通透了解，例如对定位钉的了解，安装之时必须要把定位钉翻转或者拆除才能避免故障发生；内部的接地连接片要跨接铁心等。

    （3）绝缘层遭到破坏

    要及时注意压板是否产生了位移而碰到铁心，金属与铁心之间的绝缘层是否被破坏而发生正面碰撞，变压器周围存在铁锈时能否及时清理等等都是电力变压器日常工作的维护内容。当然也要注意变压箱外部环境的变化，尤其是雨雪天气，若是变压器进水受潮了，处理不当的话，铁锈生成、夹件或者铁心的绝缘层遭到破坏的现象也就接踵而来了。

    4 故障的处理方法

    电力变压器铁心接地故障的处理方法主要有间歇性多点接地故障的处理、有绝缘电阻值的铁心多点接地故障的处理和无绝缘电阻值的铁心多点接地（也称死接地）的处理三种主要方法。在此主要以间歇性多点接地的故障处理为例展开说明介绍。

    之所以发生间歇性接地的故障是因为变压器内部存在大量的悬浮颗粒。这种故障可以采用脉冲电流法消除，它的操作方法大体上把电流的输出端连接到铁心的接地管上或者引下线上，另一端接地就初步完成了。紧接着逐级升高电压到预定值后做放电处理直至充电电压稳定不变且不再有放电的响声，再然后把脉冲电流器连接到地上，与铁心的接地线进行彻底的分离，所测量的电阻值大于等于5000000K欧姆，则以判定铁心的间歇性多点接地故障得到了排除。

    5 防止铁心多点接地的措施及检测方法

    （1）电力变压器在安装之时必须记住翻转或者拆除定位钉，认真仔细地检查各个零部件是否大小得当、长度是否合适、连接片是否只有一片等。还要注意螺丝螺母是否拧得结结实实，检查硅钢片的制作工作工艺是否达到最佳要求。从根本上杜绝多点接地的可能性。

    （2）在电力变压器制造、安装和大型修改后，对内部的零件彻底清理，避免有任何一个多余的金属丝甚至是极小的金属粉末遗留在变压器内部，给今后硅钢片多点接地留有准备。

    （3）在变压器运行工作中对冷却器和油泵例行检查，防止变压器铁心局部过热而损耗寿命，避免金属间摩擦而产生的粉末颗粒随油进入油箱，经过日积月累后有过多的粉末在油箱内，若是如此，最后将不可避免发生多点接地的现象。

    （4）对变压器进行定期维护和监控，发现问题就能及时采取补救措施，或者发现有可疑因素的存在时就展开检测，最后明确排除故障方案的展开。究根结底就是区别于制作工艺过程彻底清理杂物的另一个方面，做到防患于未然。

    参考文献：

    [1]徐建刚.一起220kV变压器铁心多点接地故障分析及处理[J].变压器，2011， 48（7）： 70-71.

    [2]田禄，朱宏峰.变压器铁心多点接地故障诊断与处理[J].电工技术，2011，（6）： 69.

    [3]刘睿，陈凌.变压器铁心接地电流在线监测装置现场检测浅析[J].四川电力技术，2012，35（2）： 9-11.