工业技术
变压器铁芯接地电流超标故障分析
刘小二 陈 飞
国网湖北省电力公司检修公司特高压交直流运检中心，湖北 宜昌 443002
摘要：通过带电测量变压器铁芯、夹件接地电流，结合绝缘油气相色谱法判断铁芯接地故障。串入接地电阻降低变压器铁芯接地电流，保证变压器安全正常运行，避免缺陷进一步扩大。
关键词：变压器；铁芯；接地电流
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)37-0084-02
1 概述 2. 3 色谱分析法
变压器在正常运行时，带电线圈和引线产生不均匀电对变压器油中含气量进行气相色谱分析，是检测变压器场，铁芯和夹件等金属构件处于电场中。而变压器内部电场铁芯是否多点接地较有效的方法。发生铁芯多点接地故障的是一个不均匀电场，不但电力线形状特殊，而且各点电位大变压器，其油色谱分析数据中，总烃含量超过“变压器油中小差异很大，铁芯、夹件等金属构件因所处位置不同会有不溶解气体分析和判断导则”（DL /T722-2000）规定的注意同的电位，当两点电位差达到能够击穿二者之间绝缘时便产值，若C2H2超过导则规定注意值时，则可认为该铁芯接地生断续火花放电（放电后两点电位相同，停止放电；再产生是动态接地故障。判断铁芯是否多点接地时，气相色谱法可电位差，再放电……），断续放电会加速变压器油分解和固与前两种方法综合使用。
体绝缘损坏，如长期下去，必将导致事故发生。为避免上述2. 4 在运变压器铁芯接地故障临时应急处理 情况，铁芯及其它金属件必须与油箱相接并一起接地，使它确认变压器出现铁心多点接地缺陷，而变压器本身又不们均处于零电位，且铁芯必须一点可靠接地，当铁芯出现两能在短时间内停电检修时，可考虑使用一些方法，比如采用点及以上接地时，铁芯间的不均匀电位就会在接地点之间形在接地回路中串入限流电阻作为临时措施，限制缺陷进一步成环流，会引起铁芯局部过热，严重时会造成铁芯局部烧损；劣化，同时应尽早安排检修处理。
还可能使接地片熔断，导致铁芯电位悬浮，产生放电性故障。 3 案例分析
变压器铁芯担负着电—磁—电转换的重要环节，是变压3. 1 基本情况
器最重要的部件之一。变压器在运行中，因铁芯叠装工艺欠以某220kV 变压器为例，根据其各项试验数据分析其故佳等原因，极易造成级间短路，而导致放电过热和多点接地障情况。变压器铁芯接地电流、铁芯接地电流超标后的油色故障，严重时将损坏变压器。由于变压器铁芯接地电流的大谱分析数据分别见表3. 1-3. 2。
表3. 1 铁芯接地电流（A ） 小随铁芯接地点多少而变化，因此，在预防维护中，国内外
都把铁芯接地电流作为诊断大型变压器铁芯短路故障的特测量值 注意值
征量。 7. 2 0. 1 2 变压器铁芯接地故障检测方法 2. 1 绝缘电阻测量法 3. 2 数据分析 对于停电状态的变压器，断开铁芯正常接地线，用2500V 通过表3. 1可知，变压器铁芯接地电流远大于规定值兆欧表测量铁芯对地电阻，如绝缘电阻为零或很低，则表明100mA ，且达到安培级，因此初步判断铁芯存在多点接地情可能存在铁芯多点接地故障。 况。 2. 2 测量铁芯接地线中有无电流 利用改良的三比值法编码规则对表3. 2中的数据进行判在变压器铁芯外引接地线上，用钳形表测量引线中是否断： 有电流。变压器正常运行时，因无电流回路形成，所以接地Φ（C2H2）/Φ（C2H4）=0.0033； 点接地时，铁芯主磁通周围相当于有短路匝存在，流过的环Φ（C2H4）/Φ（C2H6）=5.75>3 流决定于故障点与正常接地点的相对位置，即短路匝中包围对应编码为022，根据故障类型判断方法，该故障为高磁通的多少，一般可达几十安培。通过测量接地引线中有无温过热（高于700℃）。 电流，可以很准确地判断出铁芯有无多点接地故障。但是应用经验公式计算得T=322×lg （C2H4/ C2H6）+525 当注意的是，由于变压器油箱壁的周围存在漏磁通，它使测=769.61℃。 量结果产生很大的误差，很容易造成判断失误。解决问题的综合分析，变压器可能存在引线夹件螺丝松动或接头焊方法，一是测量位置应选择在变压器油箱壁高度的二分之一接不良，铁芯漏磁，局部短路，层间绝缘不良、铁芯多点接处，该处的漏磁通较小且与接地引下线平行。二是进行两次地等故障。 测量，第一次将钳形电流表紧靠被测接地引下线边缘，但并3. 3 故障类型确定 不钳住接地线，读取一个电流数据，该读数为漏磁通干扰电为了进一步确定变压器铁芯是多点接地还是运行中铁流。第二次在同一位置用钳形电流表钳住接地引下线，读取芯夹件间绝缘不良等故障，可通过图3. 1试验示意图进行判第二个电流数据，该读数为铁芯接地电流和漏磁通干扰电流断。 之和，两次读数之差即为实际铁芯接地电流。
表3. 2 色谱数据（μL /L ）
试验日期 甲烷 乙烯 乙烷 乙炔 氢气 一氧化碳 二氧化碳 总烃 2000-11-15 233.58 253.2 44.06 0.78 51.06 566.75 4230.53 531.67
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84 2015年37期
工业技术
变压器铁芯接地电流超标故障分析
刘小二 陈 飞
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摘要：通过带电测量变压器铁芯、夹件接地电流，结合绝缘油气相色谱法判断铁芯接地故障。串入接地电阻降低变压器铁芯接地电流，保证变压器安全正常运行，避免缺陷进一步扩大。
关键词：变压器；铁芯；接地电流
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)37-0084-02
1 概述 2. 3 色谱分析法
变压器在正常运行时，带电线圈和引线产生不均匀电对变压器油中含气量进行气相色谱分析，是检测变压器场，铁芯和夹件等金属构件处于电场中。而变压器内部电场铁芯是否多点接地较有效的方法。发生铁芯多点接地故障的是一个不均匀电场，不但电力线形状特殊，而且各点电位大变压器，其油色谱分析数据中，总烃含量超过“变压器油中小差异很大，铁芯、夹件等金属构件因所处位置不同会有不溶解气体分析和判断导则”（DL /T722-2000）规定的注意同的电位，当两点电位差达到能够击穿二者之间绝缘时便产值，若C2H2超过导则规定注意值时，则可认为该铁芯接地生断续火花放电（放电后两点电位相同，停止放电；再产生是动态接地故障。判断铁芯是否多点接地时，气相色谱法可电位差，再放电……），断续放电会加速变压器油分解和固与前两种方法综合使用。
体绝缘损坏，如长期下去，必将导致事故发生。为避免上述2. 4 在运变压器铁芯接地故障临时应急处理 情况，铁芯及其它金属件必须与油箱相接并一起接地，使它确认变压器出现铁心多点接地缺陷，而变压器本身又不们均处于零电位，且铁芯必须一点可靠接地，当铁芯出现两能在短时间内停电检修时，可考虑使用一些方法，比如采用点及以上接地时，铁芯间的不均匀电位就会在接地点之间形在接地回路中串入限流电阻作为临时措施，限制缺陷进一步成环流，会引起铁芯局部过热，严重时会造成铁芯局部烧损；劣化，同时应尽早安排检修处理。
还可能使接地片熔断，导致铁芯电位悬浮，产生放电性故障。 3 案例分析
变压器铁芯担负着电—磁—电转换的重要环节，是变压3. 1 基本情况
器最重要的部件之一。变压器在运行中，因铁芯叠装工艺欠以某220kV 变压器为例，根据其各项试验数据分析其故佳等原因，极易造成级间短路，而导致放电过热和多点接地障情况。变压器铁芯接地电流、铁芯接地电流超标后的油色故障，严重时将损坏变压器。由于变压器铁芯接地电流的大谱分析数据分别见表3. 1-3. 2。
表3. 1 铁芯接地电流（A ） 小随铁芯接地点多少而变化，因此，在预防维护中，国内外
都把铁芯接地电流作为诊断大型变压器铁芯短路故障的特测量值 注意值
征量。 7. 2 0. 1 2 变压器铁芯接地故障检测方法 2. 1 绝缘电阻测量法 3. 2 数据分析 对于停电状态的变压器，断开铁芯正常接地线，用2500V 通过表3. 1可知，变压器铁芯接地电流远大于规定值兆欧表测量铁芯对地电阻，如绝缘电阻为零或很低，则表明100mA ，且达到安培级，因此初步判断铁芯存在多点接地情可能存在铁芯多点接地故障。 况。 2. 2 测量铁芯接地线中有无电流 利用改良的三比值法编码规则对表3. 2中的数据进行判在变压器铁芯外引接地线上，用钳形表测量引线中是否断： 有电流。变压器正常运行时，因无电流回路形成，所以接地Φ（C2H2）/Φ（C2H4）=0.0033； 点接地时，铁芯主磁通周围相当于有短路匝存在，流过的环Φ（C2H4）/Φ（C2H6）=5.75>3 流决定于故障点与正常接地点的相对位置，即短路匝中包围对应编码为022，根据故障类型判断方法，该故障为高磁通的多少，一般可达几十安培。通过测量接地引线中有无温过热（高于700℃）。 电流，可以很准确地判断出铁芯有无多点接地故障。但是应用经验公式计算得T=322×lg （C2H4/ C2H6）+525 当注意的是，由于变压器油箱壁的周围存在漏磁通，它使测=769.61℃。 量结果产生很大的误差，很容易造成判断失误。解决问题的综合分析，变压器可能存在引线夹件螺丝松动或接头焊方法，一是测量位置应选择在变压器油箱壁高度的二分之一接不良，铁芯漏磁，局部短路，层间绝缘不良、铁芯多点接处，该处的漏磁通较小且与接地引下线平行。二是进行两次地等故障。 测量，第一次将钳形电流表紧靠被测接地引下线边缘，但并3. 3 故障类型确定 不钳住接地线，读取一个电流数据，该读数为漏磁通干扰电为了进一步确定变压器铁芯是多点接地还是运行中铁流。第二次在同一位置用钳形电流表钳住接地引下线，读取芯夹件间绝缘不良等故障，可通过图3. 1试验示意图进行判第二个电流数据，该读数为铁芯接地电流和漏磁通干扰电流断。 之和，两次读数之差即为实际铁芯接地电流。
表3. 2 色谱数据（μL /L ）
试验日期 甲烷 乙烯 乙烷 乙炔 氢气 一氧化碳 二氧化碳 总烃 2000-11-15 233.58 253.2 44.06 0.78 51.06 566.75 4230.53 531.67
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