变压器铁芯多点接地故障..doc

变压器铁芯多点接地故障 变压器铁芯多点接地是一种常见故障，统计资料表明，它在变压器总事故中占第三位。因此，准确、及时地诊断与处理变压器铁芯多点接地故障，对保证变压器的安全运行具有重要意义。 一、铁芯正常时需要一点接地的原因 在变压器正常运行中，带电的绕组及引线与油箱间构成的电场为不均匀电场，铁芯和其他金属物件就处于该电场中。图1-25示出了电厂电力变压器铁芯不接地对的断面示意图。 图1-25 寄生电容分布图 由图可见，高压绕组与低压绕组之间、低层绕组与铁芯之间、铁芯与大地（变压器油箱）之间都存在着寄生电容，带电绕组将通过寄生电容的耦合作用使铁芯对地产生一定的电位，通常称为悬浮电位。由于铁芯及其他金属构件所处的位置不同，具有的悬浮电位也不同，当两点之间的电位差达到能够击穿其间的绝缘时，使产生火花放电。这种放电是断续的，放电后两点电位相同；但放电立即停止，然后再产生电位差，再放电……。断续放电的结果使变压器油分解，长期下去，逐渐使变压器固体绝缘损坏，导致事故发生，显然是不允许的。为避免上述情况发生，国家标准规定，电力变压器铁芯和较大金属零件均应通过油箱可靠接地。20MVA及以上的电力变压器，其铁芯应通过套管从油箱上都引出并可靠接地。具体做法是将变压器铁芯与变电站的接地系统可靠连接。这样，铁芯与大地之间的寄生电容被短接，使铁芯处于零电位，这时在地线中流过的只是带电绕组对铁芯的寄生电容电流。对三相变压器来说，由于三相结构基本对称，三相电压对称，所以三相绕组对铁芯的电容电流之和几乎等于零。 目前，广泛采用铁芯硅钢片间放一钢片的方法接地。尽管每片之间有绝缘膜，仍然认为是整个铁芯接地。从铁芯两端片可测得其电阻值，此电阻一般很小，仅为几欧到几十欧，在高电压电场中可视为通路，因而铁芯只需一点接地。 二、铁芯只能一点接地的原因 由上述可知，铁芯需要有一点接地，但不能有两点或多点接地。铁芯两点连接时的电压如图l－26所示。铁芯在额定激磁电压下，用电压表测量铁芯两端片间电压时，发现两端片间有电位差存在。这个电位差是由于铁芯、电压表及导线所构成的回路与铁芯内滋通相交键而产生的。因为交链的磁通数量相当于总磁通的1／2，所以这个电压的数值大体相当于匝电压的1／2。 　 图1-26 铁芯两点连接时的电压 显然，当铁芯或其他金属构件有两点或两点似上接地时，则接地点间就会形成闭合回路，造成环流，有时可高达数十安。例如，华中电网的某SFPB1--240000／220型和SFSL1--25000／110型变压器，其地线中的故障电流竟达到17～25A。该电流会引起局部过热。导致油分解，产生可燃性气体，还可能使接地片熔断，或烧坏铁芯，导致铁芯电位悬浮，产生放电，使变压器不能继续运行，这也是不允许的。因此，铁芯必须接地，而且必须是一点接地。 三、铁芯正确接地方式 为了确保铁芯一点接地，对铁芯间无油道的变压器，其铁芯的正确接地方式有四种。如图1－27所示. a b c d 图1-27 铁芯的正确接地方式 （a）上下夹件间不绝缘而有吊螺杆时；（b）上下夹件间不绝缘时；（c）上下夹件间绝缘时；（d）上下夹件间绝缘而有接地套管时 （1）当上下夹件间有拉杆或拉板且不绝缘时，接地铜片连接到上夹件上，再由上夹件经吊螺杆接地，如图1－27（a）所示。 （2）若上下夹件间不绝缘，接地铜片从下夹件经地脚螺丝接地。如图1-27（b）所示。 （3）当上下夹件间绝缘时，在上下铁轭的对称位置上各括一接地铜片连接夹件，由上夹件经铁芯片至下夹件再接地，如图1-27（c）所示。要求接地片位置对称的目的，是为了避免铁芯两点接地。 （4）当采用接地套管时，铁芯经接地片至上夹件与接地套管连接接地。如图1－27（d）所示。 　 四、铁芯故障的类型和原因 铁芯接地故障的原因主要有： （1）接地片因施工工艺和设计不良造成短路。 （2）由于附件和外界因素引起的多点接地。 常见的故障类型有下述几种： （1）铁芯碰壳、碰夹件。安装完毕后，由于疏忽，未将油箱顶盖上运输用的稳（定位）钉翻转过来或拆除掉，导致铁芯与箱壳相碰；铁芯夹件肢板碰触铁芯柱；硅钢片翘曲触及夹件肢板；铁芯下夹件垫脚与铁轭间纸板脱落，垫脚与硅钢片相碰；温度计座套过长与夹件或铁轭、芯柱相碰等。 （2）穿芯螺栓钢座套过长与硅钢片短接。 （3）油箱内有异物，使硅钢片局部短路。如山西某变电所的一台31500／110型电力变压器发生铁芯多点接地，吊罩发现在夹件与铁轭间有一把天柄螺丝起子；另一变电所一台60000/22O型电力变压器吊罩启发现有一根120mm长的铜丝；还有一个变电所台120000／220型电力变压器吊罩后在下夹件与铁轭之间找出一锅块；再如，东北某变电所的一台大型电力变压器发生铁芯多点接地，吊罩检查发现油箱底部有三段曲折型钢丝，钢丝的直径