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變壓器鐵芯多點接地故障原因及解決處理辦法

作者:admin時間: 2019-11-07 14:52:21432 次瀏覽

變壓器鐵芯有兩點及以上接點時,鐵芯主磁通周圍有短路匝存在,內將流過環流,其大小取決于鐵芯正常接地點與故障點的位置,距離越遠,包括的磁通就越多,環流也比較大,有可能高達數百安培,反之,環流較小。另外,環流也與金屬接地或高阻接地有關。由于鐵芯芯片間有絕緣電阻,鐵芯自身也有電阻,當環流通過時,將會發熱,而發熱將使油溫上升,變壓器內部產氣速率猛增,如不及時處理,輕則瓦斯繼電器動作,嚴重者接地線燒斷中進而出現放電故障,損壞固體絕緣和油質絕緣強度,造成嚴重后果。

一、變壓器鐵芯多點接地故障的危害

變壓器正常運行時,是不允許鐵芯多點接地的,因為變壓器正常運行中,繞組周圍存在著交變的磁場,由于電磁感應的作用,高壓繞組與低壓繞組之間,低壓繞組與鐵芯之間,鐵芯與外殼之間都存在著寄生電容,帶電繞組將通過寄生電容的耦合作用,使鐵芯對地產生懸浮電位,由于鐵芯及其它金屬構件與繞組的距離不相等,使各構件之間存在著電位差,當兩點之間的電位差達到能夠擊穿其間的絕緣時,便產生火花放電,這種放電是斷續的,長期下去,對變壓器油和固體絕緣都有不良影響,為了消除這種現象,把鐵芯與外殼可靠地連接起來,使它與外殼等電位,但當鐵芯或其他金屬構件有兩點或多點接地時,接地點就會形成閉合回路,造成環流,引起局部過熱,導致油分解,絕緣性能下降,嚴重時,會使鐵芯硅鋼片燒壞,造成主變重大事故,所以主變鐵芯只能一點接地。

二、變壓器鐵芯接地故障的原因

變壓器鐵芯接地故障主要原因有:

(1)接地片因施工工藝和設計不良造成短路;

(2)由于附件和外界因素引起的多點接地;

(3)由遺落在主變內的金屬異物和鐵芯工藝不良產生毛刺,鐵銹與焊渣等因素引起接地。

三、變壓器鐵芯故障的類型

變壓器鐵芯常見的故障類型有下述六種:

1.鐵芯碰殼、碰夾件。安裝完畢后,由于疏忽,未將油箱頂蓋上運輸用的穩(定位)釘翻轉過來或拆除掉,導致鐵芯與箱殼相碰;鐵芯夾件肢板碰觸鐵芯柱;硅鋼片翹曲觸及夾件肢板;鐵芯下夾件墊腳與鐵軛間紙板脫落,墊腳與硅鋼片相碰;溫度計座套過長與夾件或鐵軛、芯柱相碰等。

2.穿芯螺栓鋼座套過長與硅鋼片短接。

3.油箱內有異物,使硅鋼片局部短路。如山西某變電所的一臺31500/110型電力變壓器發生鐵芯多點接地,吊罩發現在夾件與鐵軛間有一把天柄螺絲起子;另一變電所一臺60000/22O型電力變壓器吊罩啟發現有一根120mm長的銅絲;還有一個變電所臺120000/220型電力變壓器吊罩后在下夾件與鐵軛之間找出一鍋塊;再如,東北某變電所的一臺大型電力變壓器發生鐵芯多點接地,吊罩檢查發現油箱底部有三段曲折型鋼絲,鋼絲的直徑約0.31mm,長度分別為25、28、31mm.

4.鐵芯絕緣受潮或損傷,如底沉積油泥及水分,絕緣電阻下降,夾件絕緣、墊鐵絕緣、鐵盒絕緣(紙板或木塊)受潮或損壞等,導致鐵芯高阻多點接地。

5.潛油泵軸承磨損,金屬粉末進入油箱中,堆積在底部,在電磁引力作用下形成橋路,使下鐵軌與墊腳或箱底接通,造成多點接地。

6.運行維護差,不按期檢修。


四、鐵芯多點接地故障的判斷

1、測量鐵芯絕緣電阻:鐵芯絕緣電阻為零或很低,則表明可能存在鐵芯接地故障.

2、監視接地線中環流:對鐵芯或夾件通過小套管引起接地的變壓器,應監視接地線中是否有環流,如有,則要使變壓器停運,測量鐵芯的絕緣電阻。

3、氣相色譜分析:利用氣相色譜分析法,對油中含氣量進行分析,也是發現變壓器鐵芯接地最有效的方法。發現鐵芯接地故障的變壓器,其油色譜分析數據通常有以下特征:總烴含量超過“變壓器油中溶解氣體和判斷導則”(GB7252-87)規定的注意值(150μL/L),其中乙烯(C2H4)、甲烷(C2H2)含量低或不出現,即未達到規定注意值(5μL/L)。若出現乙炔也超過注意值時,則可能是動態接地故障。氣相色譜分析法可與前兩種方法綜合起來,共同判定鐵芯是否多點接地。

五、現場簡易處理方法

1、不吊芯臨時串接限流電阻

運行中發現變壓器鐵芯多點接地故障后,為保證設備的安全,均需停電進行吊芯檢查和處理。但對于系統暫不允許停電檢查的,可采用在外引鐵芯接地回路上串接電阻的臨時應急措施,以限制鐵芯接地回路的環流,防止故障進一步惡化。

在串接電阻前,分別對鐵芯接地回路的環流和開路電壓進行測量,然后計算應串電阻阻值。注意所串電阻不宜太大,以保護鐵芯基本處于地電位;也不宜太小,以能將環流限制在0.1A以下。同時還需注意所串電阻的熱容量,以防燒壞電阻造成鐵芯開路。

2、吊芯檢查

(1)分部測量各夾件或穿心螺桿對鐵芯(兩分半式鐵芯可將中間連片打開)的絕緣以逐步縮小故障查找范圍。

(2)檢查各間隙、槽部重點部位有無螺帽、硅鋼片、廢料等金屬雜物。

(3)清除鐵芯或絕緣墊片上的鐵銹或油泥,對鐵芯底部看不到的地方用鐵絲進行清理。

(4)對各間隙進行油沖洗或氮氣沖吹清理。

(5)用榔頭敲擊振動夾件,同時用搖表監測,看絕緣是否發生變化,查找并消除動態接地點。

3、放電沖擊法

由于受變壓器身在空氣中暴露時間不宜太長的限制,以及變壓器本身裝配形式的制約,現場很多情況下無法找到其具體確切接地點。特別是鐵銹焊渣懸浮、油泥沉積造成的多點接地,更是難于查找。此類故障可采用放電沖擊法,這種方法要根據現場具體情況、接地方式和接地程度,在吊芯或不吊芯狀態下可進行。

現場應用時,主要有電容直流電壓法和電焊機交流電流法。電焊機交流電流法只適用于金屬性接地故障,但電流不好控制,而現場這種情況極少,接地電阻大都幾百歐以上。電容直流電壓法現場取材較困難,操作不便且不安全,也不宜推廣。根據檢修實例和現場經驗,本文介紹一種安全可靠、操作簡便,而且利于快速就地取材的方法。這種方法就是利用高壓電氣試驗用升壓變壓器進行放電沖擊?,F場應用時注意換算好二次電壓,由于鐵芯對地絕緣墊片很薄,故二次電壓不能高于2500V。


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