电力变压器铁心接地故障的排除
浅谈变压器铁芯及故障处理
浅谈变压器铁芯及故障处理发布时间：2022-01-21T02:02:47.917Z 来源：《中国科技人才》2021年第29期作者：曾海强[导读] 变压器是根据电磁感应原理，在闭合的铁芯柱上绕上高、低压线圈，而且按照常规里层靠近铁芯柱的是低压绕组，外层远离铁芯柱的是高压绕组，铁芯闭合磁路在绕组原边交变电流的影响下，建立磁势，使二次绕组产生感生电动势。
由此可见铁芯是变压器最基本的组成部分，是变压器导磁的主磁路，另外，它又是器身的机械骨架，是由铁柱、铁轭和夹紧装置组成。
中国能源建设集团西北电力建设甘肃工程有限公司甘肃兰州 730070摘要: 常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制作而成的。
因此，变压器铁芯不接地或多点接地就会对变压器造成危害，要求变压器的铁芯必须接地，而且是一点接地。
有的变压器铁芯的绝缘并不能达到运行要求。
这就要求我们根据环境及经验对变压器铁芯的不安全运行状况进行诊断及排除。
变压器铁芯都有明显接地点，排除后铁芯即恢复正常。
但要是类似于由于变压器受潮，箱底沉积油泥及水分，或潜油泵轴承受磨损，金属粉末进入油箱，堆积底部，在电磁引力作用下形成桥路，使下铁轭与垫脚或箱底接通这些情况，虽然通过色谱分析，绝缘测量以及环流检测可以判断出是铁芯接地，但要排除故障，也不太容易。
我们就要凭借现场经验，采取不同的方法来排除故障。
关键词：铁芯；一点接地；故障处理铁芯的作用及制作工艺变压器是根据电磁感应原理，在闭合的铁芯柱上绕上高、低压线圈，而且按照常规里层靠近铁芯柱的是低压绕组，外层远离铁芯柱的是高压绕组，铁芯闭合磁路在绕组原边交变电流的影响下，建立磁势，使二次绕组产生感生电动势。
由此可见铁芯是变压器最基本的组成部分，是变压器导磁的主磁路，另外，它又是器身的机械骨架，是由铁柱、铁轭和夹紧装置组成。
常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制作而成的。
硅钢片是一种含硅的钢，其含硅量在0.8～4.8%。
由硅钢做变压器的铁芯，是因为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质，在通电线圈中它可以产生较大的磁感应强度，相比较其他材料而言，可以使变压器器身体积缩小。
变压器铁芯常见故障分析判断与处理
变压器铁芯常见故障分析判断与处理摘要：电力变压器相当大一部分的故障都是因铁芯问题造成的故障，基本上占电力变压器总事故中的前三位。
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。
基于此，文章就变压器铁芯常见故障分析判断与处理进行简要的分析。
关键词：变压器铁芯；故障分析判断；处理措施1.大型变压器铁芯结构特点在我国大型变压器铁芯大都采用的是心式结构，铁芯材质广泛采用导磁性能比较好的冷轧硅钢片。
由于采用冷轧硅钢片所制造的铁芯能够使得铁损降低，减少噪音和改善激磁伏安特性。
为了均匀分配磁通量，大型变压器铁芯的铁轭具有与铁芯柱相同的多级梯形截面。
为了提高铁芯的冷却效果，在铁芯硅钢片的台阶之间设置冷却油通道。
变压器铁芯柱采用玻璃纤维胶带和铁芯螺钉紧固，因为铁芯螺钉紧固需要在硅钢片上穿孔，不仅需要大量的加工时间，而且毛刺口的毛刺影响了层压的形成，增加涡流损耗，所以大多采用绷带结扎法。
大型变压器铁心堆叠为45℃斜缝，其目的是避免当磁通转向垂直于轧制方向时增加铁心的损耗。
2.铁心故障分析电力变压器在正常运行的过程中，铁芯应当要有一点可靠接地。
如果没有接地，铁芯对地的悬空电压，会造成铁芯间歇击穿放电，铁芯点消除后形成铁芯悬浮电位，但铁芯出现两个以上的接地，铁心的不平衡电位会在循环的形成之间形成连接，并造成铁芯多点接地发热故障。
变压器铁芯接地故障会造成铁芯局部过热，严重，铁芯局部温升，轻气作用，甚至会造成重气作用和跳闸事故。
部分熔芯片之间的短路故障导致铁损变大，严重影响变压器的性能和正常工作，致使核心硅钢片不能修复。
统计显示，核心问题造成的故障比例是各类变压器故障的三分之一。
故障原因：（1）安装过程重的疏忽。
在安装完工之后没有将变压器油箱顶盖上运输用的定位钉进行翻转或者是卸除。
（2）对制造或者大修过程中的疏忽。
铁芯夹件的支板距离心柱太近的话，硅钢片翘凸而触及夹件支板或铁轭螺杆。
（3）铁心下夹件垫脚与铁轭间的纸板脱落，造成垫脚与硅钢片相碰或变压器进水纸板受潮形成短路接地。
变压器铁芯接地故障的分析及处理
变压器铁芯接地故障的分析及处理铁芯多位置接地是变压器常见的故障之一，文章对故障特征、原因及分析检查方法进行了详细的阐述，并使用常见的几种故障问题分析法对数据进行了比较。
然后对一个在变压器运行过程中发生的铁芯接地故障进行了分析，根据其气相和对故障点的检查和处理，指出了故障产生原因及应作的预防措施。
标签：变压器；铁芯；接地故障；气相分析法前言铁芯在变压器运行阶段是电场能转化为磁场能的核心部件。
铁芯处于不均匀电场的工作环境中，从而造成一种感应电容效应。
当铁芯的对地电位达到绝缘击穿值时就会产生对地放电，而放电过后又重新处于感应电容状态。
这种反复的充放电循环会使变压器固体绝缘损坏，并进一步导致绝缘油分解。
严重时直接导致接地片熔断或铁芯烧坏，从而损坏变压器。
故而及时发现和排除变压器铁芯多点接地故障，对保证变压器的安全稳定运行具有重要意义[1]。
1 故障分析1.1 问题的出现某变电站主变的SFPSZ7-150000/220在安装投运10年后，2010年的12月1日对该变压器进行油色谱分析时，发现油中含有故障特征气体，总烃含量159μL/L，已超过GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中规定的标准值，于是对该台变压器进行追踪检测。
12月4日在对该主变进行有色谱分析时，发现CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO和CO2含量均有明显上升趋势，尤其是CH4、C2H4含量上升幅度较大，C2H2含量达到2.1μL/L。
1.2 分析与论证三比值法来源于检测充油电气设备，内油、绝缘在故障下，裂解产生气体组分含量。
根据浓度与温度，对比其相对关系，筛选出五种特征气体，选取两种溶解度和扩散系数相近的气体，然后形成三个比值，编以不同的代码，这被称为三比值法。
来判断变压器故障性质的方法[2]。
根据12月1日、3日与5日，总共3次变压器油气相色谱分析，气相色谱检测值及三比值如表1所示。
在GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中第十条第2点中，对故障主要方法为三比值法。
110kV变压器铁芯接地故障原因的分析及处理措施
电容放 电冲击法 ， 电容充 电后对铁芯冲击放 电即利用其瞬 时 大 冲击 电流大的特点将接地点烧毁。 处理步骤是 ： 先用绝缘放 电棒 接 触 Ａ 点 ， 上 电源 开 关 升 压 ， 电容 充 电 ， 时观 察 静 电 电压 合 对 同 表的读 数， 电压应控 制在 ５ Ｖ以下。 ｋ 电压稳定后 ， 速将放 电棒 迅 移 至 Ｂ点对铁 心放 电， 电容储存 的电能通过铁芯对故障接地 电
１ 前 言
试验 日期 Ｈ ２
１ ６ ２２ １ ６ ３２
表 １ 变压器油色谱 分析
Ｃ Ｏ ｃ ２ ｏ Ｃ ４ Ｃ Ｈ ＣＨ Ｃ Ｈ 总烃 Ｈ ２ ６ ２ ４ ２ ２
２ ０ ２２ ０ ３１ ５ ２ ０ ６２ ０ ４ ４ ６ ８ １ ７ ３ １８ ０ ０ ０ ０ ００ １８ ２８ ２ ８ ３ ．６ Ｏ ０ Ｏ ６ ６ ８ １ ８ ．３ １９ ０ Ｏ ０ ０ ０ ０ １８ ３８ ２ ８３ ６ ０ ０ ０ ６
一
阻的冲击作用将故障接地点烧断。使用绝缘放 电棒 时要注意安
全 ， 图 １ 见 。
匪
图 １ 铁 芯接 地 图
故障处理过程 中， 当把绝缘放 电棒从 Ａ点移至 Ｂ点时变压 器下部发 出一声清晰 的放 电声 ， 重复数次后 ， 测铁 芯绝 缘 电阻 ， 结果仍为 ０７ Ｑ， 明接地故障点仍存在。根据图 １ 电容器 ６ 表 及
储存 的能量计算 ， 电时 ， 放 电容 器 释 放 的 热 量 达 １ ０ ， 无 法 ５Ｊ 仍 烧 毁 接 地 点 。试 验证 明铁 芯 为永 久 性 接 地 。表 一 色 谱试 验 数 据
表 明， 芯接地故 障未引起 高温过热、 铁 未伤及 变压器 固体绝缘 。 经相关专业 人员讨论决 定 ， 采取 串限流 电阻 的措 施 ， 主变铁 对 芯 接地 电流 加 以控 制 。 ３２ 接 地 故 障 的 处 理 ．
电力变压器铁芯多点接地故障处理
绍
２２ 铁芯下夹件垫脚 与铁轭间 的绝缘 纸板脱落或破损 ， ， 使 垫脚铁轭处叠片相碰造成接地。 ２３ 下夹件与铁轭 阶梯 间的木垫块受 潮或表面不 清洁 ， ， 附有较 多的油泥 ，使 其绝缘电阻值 降为零时 ，构成 了多点接
而铁芯和其 他金属构件 处于该 电场中 。由于电容分布不 均 ， 场强各异 ，如果铁芯不 可靠接 地 ，则将 产生充放电现象 ，破
２６ 具有潜油泵装置的大中型变压器 ，由于潜油泵轴承 ．
坏 固体 绝缘和 油 的绝缘 强度 ，所 以铁 芯必 须有 一点 可靠接 磨损 ，金属粉末进入油箱 中 ，淤积 油箱底部 ，在电磁力作用
原 因、 害、 危 类型 ， 绍如何通过 变压 器油的 色谱 分析报告 、 介 三比值 法来判 断电力 变压 器的故障性 质 ， 消除铁芯多点接地故 障。 ［ 词】 变压器铁 芯； 关键 多点接地； 故障处理；
电力变压 器是 电力 系统 的重要组 成部 分 ，起着 汇接 电
２ 铁 芯 多点 接 地 的原 因
铁 芯多点接地主要原因有下面几种 ： ２１ 铁轭螺杆 的衬套过长 ，与铁轭叠片相碰 ，构成 了新 ． 的接地点 。
能 、分配电能 、变换电压等级 的作用 ，它能否正常运行 直接
影响到 电网的安 全稳 定 。广西宜 州水 电厂拉浪站 ２０ ０ ３年 １ １
月进行一号主变年度检修时发现铁芯多点接地 ，由于当时检 修工期 短 ，时间仓促 ，处理这类型 的设备故障经验不 足 ，未 能及 时进行 消缺 ，直到 ２ ０ ０ ４年 １ 月进 行 年度 检修 才能 处 １ 理 。本 文针 对这一起 主变压器铁 芯多点接地 故障处理 实例 ，
变压器铁芯常见故障分析判断与处理
变压器铁芯常见故障分析判断与处理摘要：伴随当前电力系统容量的逐步增加，主变压器的运行安全会直接影响到供电的可靠性，通过统计资料分析发现当前变压器铁芯故障在电力变压器故障当中占到了1/3，因此加强变压器铁芯故障的控制，对变压器的生产、安装、运行、管理、维护具有很大的意义。
本文重点分析研究变压器铁芯常见故障，并且阐述相应的处理措施，以供参考。
关键词：电力变压器；铁芯；处理1加强变压器铁芯检测的重要意义在整个电力系统当中，变压器主要用于进行能量的转换和传输，是电网当中最为核心的部件，变压器的绕组和铁芯能够有效地对能量进行交换和传递，确保变压器的稳定运行，可以有效地提升电网的安全性和稳定性。
变压器当中，约有1/3的故障是由于铁芯问题而造成的，因此各生产厂家、制造厂家都非常重视处理变压器的铁芯缺陷。
加强变压器的接地监测，重视工艺的优化是解决变压器铁芯故障问题的重要基础。
2变压器铁芯常见故障分析判断与处理2.1 不正常鸣叫声的判断和处理变压器在运行过程中往往会产生一些异常现象，主要是由于铁芯长期使用过程中没有及时进行检修维护，紧固度不够所造成的。
一般情况下，拧紧穿芯螺杆的螺母就可以将干扰问题消除。
变压器在运行时，鸣叫声会发出嘤嘤的杂声，在通过拧紧穿芯螺杆也无法有效将该问题消除。
通常是铁芯叠边边缘的硅钢片因为没有压紧而出现震荡或者整个硅钢片端角位置都出现震荡。
将该问题解决的方式是使用薄纸板塞进边缘的硅钢片，让整个系统更为稳定，减少震动。
在变压器投入使用或者负载突变时出现叮当的声响，这个问题主要在于内部某些部件没有紧固出现松动而导致的。
在处理过程中可以检查铁芯的各连接件，并且依次进行紧固。
在检修铁芯后，如果还出现异常的声响，可能由以下原因造成。
在装配铁芯时，如果出现了少片或者多片等情况，，芯柱片没有有效地与轭片连接，可能会导致某些区域无法形成闭合磁路，导致硅钢片在电磁力的作用下逐步出现振动或者某些结合处的硅钢片出现震动，出现震动、声响，将该问题处理的方式是加垫层板，这样可以有效将这些声音去除。
浅析变压器铁芯对地绝缘偏低故障检查处理
浅析变压器铁芯对地绝缘偏低故障检查处理变压器运行时，鐵芯和夹件必须一点接地。
由于各种因素影响，如果铁芯或夹件再产生一点及以上接地，会使穿芯螺杆发热乃至烧毁，有时还会烧损铁芯，还将使油箱的油不断的发生分解，产生可燃性烃类气体，油色谱分析中出现异常，并使油箱中的油闪点急剧降低，直接威胁到变压器的安全运行，所以必须保证铁芯和夹件对地绝缘良好，当发现铁芯或夹件有两点以上接地时必须加以处理。
标签：变压器；铁芯对地绝缘偏低；检查处理变压器运行时，铁芯和夹件等金属构件处于电场中，若铁芯不接地，便产生悬浮电位，使绝缘放电，所以铁芯和夹件必须一点接地。
由于各种因素影响，如果铁芯或夹件再产生一点及以上接地，则接地点间就会形成闭合回路，又键链部分磁通，感应电动势，并形成环流，产生局部过热，有时还会烧损铁芯。
为了防止烧坏铁芯，必须保证铁芯和夹件对地绝缘良好。
所以定期测量铁芯和夹件绝缘电阻十分必要，发现变压器铁芯对地绝缘偏低时要及时予以处理，消除故障。
一、变压器铁芯对地绝缘电阻偏低故障判断查找1、测试绝缘电阻（1）如果铁芯和夹件没有外引接地线，则必须在大修时测量绝缘电阻；如果铁芯和夹件有外引接地线，则可以在变压器停电小修时测量绝缘电阻，测量时用2500V绝缘电阻表（老变压器亦可用1000V绝缘电阻表）。
（2）如果铁芯和夹件有引出接地线，也可在运行状况下判断铁芯是否有多点接地。
有两种情况：1用钳形电流表测显铁芯外引接地线的电流值大小；也可在接地开关处接人电流表或串接地故障器。
当铁芯绝缘状况良好时，电流很小，一旦存在多点接地，铁芯柱磁通周围相当于有短路线匝存在，匝内流有环流。
2将上夹件接地引到油箱外，则除测铁芯引出线接地电流I2外，还要测上夹件引出接地线的电流值I1。
2、绝缘电阻试验结果判断（1）停电所测绝缘电阻值判断所测绝缘电阻值与以前测试值比较，应无显著差别。
若测值降低一半以上时，说明铁芯有接地故障，应采取以下方法寻找具体接地位置：1在吊罩后目测检查。
变压器铁芯非金属接地故障的处理方法
１３ 气相 色谱分析 ． 利 用 气 相 色谱 分 析 法 ， 油 中 含 气 量 进 行 分 析 ， 对 也 是 发 现 变 压 器 铁 芯 接 地 最 有 效 的 方 法 。 发 生 铁 芯
接 地 故 障 的 变 压 器 ， 油 色 谱 分 析 数 据 通 常 有 以 下 其
特征 ： 总烃 含 量 超 过 “ 压 器 油 中溶 解 气 体 分 析 和 判 变 断导 则 ” ＧＢ ２ ２—８ ） 定 的 注 意 值 （ ５ Ｌ （ ７５ ７ ｕＪ 规 １ ０ｕ ／ Ｌ ， 中 乙烯 （ ２ ） 甲 烷 （ Ｈ４ 占 较 大 比重 ； 炔 ）其 Ｃ Ｈ４ 、 Ｃ ） 乙
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变 压 器 铁 芯 非 金 属 接 地 故 障 的 处 理 方 法
孔 祥 海 赵 志 强 曹 春 华 ， ，
（ ． 东铝 业股 份 有限公 司 电解 铝 厂 ；． 东铝 业公 司 职教 中心， 东 淄博 ２ ５６ ｊ １山 ２山 山 ５ ０ １
查找 范 围 。 ②检 查 各 间 隙 、 部 重 点 部 位 有 无 螺 帽 、 钢 槽 硅
１ 铁 芯 多 点 接 地 故 障 的 判 断
１ １ 测 量 铁 芯 绝 缘 电 阻 ． 如 铁 芯 绝 缘 电阻 为 零 或 很 低 ， 表 明 可 能 存 在 则 铁芯接地故 障 。
１２ 监 视 接 地 线 中 的 环 流 ．
于 某 种 原 因 在 某 位 置 出 现 另 一 点 接 地 时 ， 成 闭 合 形
回路 ， 正 常 接 地 的 引 线 上 就 会 有 环 流 ， 所 谓 的 铁 则 即
地故 障 。气 相 色 谱 分 析 法 可 与 前 两 种 方 法 综 合 起
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电力变压器铁心接地故障的排除
摘要：电力变压器是变电站和发电站的核心装置，是保障电力系统运行安全性与稳定性的基础，在电力变压器的内部组成结构中，铁芯是实现磁路畅通、能量转化和电力安全的关键，相关技术人员需要从电力设备和电气安全方面重视变压器铁心故障的研究，这样才能有效保障电力变压器的运行稳定性。
因此，本文将简要阐述铁心产生接地故障的因素，并对变压器铁心接地故障进行诊断，并提出铁心接地故障的处理建议。
关键词：电力变压器;铁心接地故障;排除
DOI：10.16640/jki.37-1222/t.2019.01.192
铁心是电力变压器重要的结构组成部分，变压器磁通与能量转化都需要铁心的功能支持，在电力变压器实际工作中，铁心会由于高电压和高電流产生较强的交变磁场，进而引发较高的对地电位差，最终产生变压器铁心与油箱之间的放电现象，强烈的放电现象会导致变压器铁心、绕组和壳体损坏。
能够引发变压器产生故障的因素很多，铁心接地是最为常见的故障，这一故障对于变压器的正常工作带来了很大的影响，相关技术工作者需要及时发现铁心接地存在的各种问题，需要应用合理的策略给予处理，以此来确保变压器的稳定运行。
1 铁心发生接地故障的因素
在变压器实际应用的过程中，绝大多数变压器的铁心常常会通过套管引导油箱外面来接地，若是铁心由于某种因素在某个位置发生多点接地的情况，就会产生环流，也就发生了铁心多点接地的故障。
除上述因素之外，导致铁心发生接地故障的因素还表现在以下四个方面：其一，变压器在生产过程中难免会产生金属小颗粒和毛刺超差的情况，而且变压器在维修的过程中其内部也可能残存一些具有导电性的物质，在磁场的作用下，导线物质会形成导电小桥，
发生铁心与油箱壁短接的状况;其二，在变压器安装过程中，胶粉末飞入或者溅入箱体使绝缘体的电阻大大降低，而且积累在油箱里会构成桥路;其三，变压器实际使用时潜油泵轴承磨损，产生的金属粉末进入油箱，发生油箱壁与铁心短接的情况;其四，技术工作者在安装变压器时，由于粗心大意导致定位钉产生松动，促使铁心夹件与系统支板之间的间隙大大减小，最终导致电力变压器产生铁心故障。
2 变压器铁心接地故障诊断
首先，变压器处于停止运行状态下的诊断。
通常情况下，大中型变压器必须要有一点可靠接地，将铁心接地线处于不连接的情况，采取2500V绝缘电阻来测试，以此来分析铁心是不是接地，针对铁心没有通电的变压器，在设备不通电的基础上分析接地问题的方式较为繁杂，需要采取变压器油气色谱分析，并结合变压器实验项目进行综合判断;其次，变压器在运行状态下铁心接地故障的诊断。
若是电力变压器铁心产生接地问题，那么铁心部分部位的热量会在短时间内大大提高，会促使绝缘体油的组成成分发生变化，相关技术工作者需要着重研究变压器的油气相色谱分析，以此来判断接地故障，与此同时，铁心在接地点之间会形成环流，进而发生局部过热的情况，会产生总烃产气速率超出正常值，若是产生甲烷与烯烃组分较高亦或是一氧化碳组成未发生显著变化，就能够证明铁心是否存在接地的不良问题。
3 铁心故障的处理策略
3.1 在变压器停止运行的情况下，采取电容放电冲击法
通常情况下，在变压器铁心接地引出线断开时，技术工作者可以利用兆欧表对电容充电，在后续放电的过程中需要测试铁心的绝缘体电阻，若是绝缘体电阻值为正常，那么故障就可以排除，同时也可以采取时刻关注故障点产期速率大小、测量铁心接地电流等方式制约故障的发展，针对不稳定的接地情况，在铁心接地引出线中采用可调电阻，从而将控制电流控制在小于1A的范围内。
3.2 故障持续延伸，针对变压器开展停电检测
随着电力技术的不断进步，利用吊罩判断变压器铁心接地部位是最为普遍处理方式方法，为了尽可能地减短变压器在外的暴露时间，要先将铁心和夹件处于不连接的状态，之后才能测试空心螺旋杆对铁心的绝缘数值，在具体检测的过程中，技术人员要认真全面地查找各个间隙、槽部是否存在螺帽和金属碎屑，并用油亦或是氮气清理。
采取直接检查的方式寻找接地故障时，技术工作者需要将吊罩吊开，采取1000V的兆欧表测试铁心绝缘电阻的具体数值，如果阻值是零且铁心夹件电阻能够正常使用，这就能够足以证明问题发生在节油箱与铁心之间的变压器，这是由于调出铁心中的油箱不太容易，可以采取小镜片反光照射的方式查找故障点，最终根据具体的状况排除故障。
3.3 铁心接地故障处于动态情况，采取不吊罩处理方式
变压器技术工作者首先要采取色谱分析法判断接地故障是不是动态性问题，如果因为箱体下面金属异物导致的不良问题则能够确定是动态性问题，这时需要对变压器进行放油，如果没有查找出金属异物，在利用欧兆表测试绝缘体电阻值是零的基础上，这就要技术工作者敲打油箱的下部，如果存在放电声位置变动的情况，再对放电声附近进行敲打，一直敲打到放电声不存在，最终测试铁心对地的绝缘具体数值，从而来判断接地不良问题有没有彻底得到解决。
4 结论
电力变压器承担在电力能源的转换与传输过程中扮演着重要角色，一旦产生不良问题尤其是接地故障，将会给电力系统的运行带来很大的隐患，甚至会带来无法估计的人身和财产损失。
电力企业需要时刻关注电力变压器铁心接地故障，掌握导致故障产生的因素与诊断排除方法，切实增强变压器运行的安全稳定性，保障电力系统平稳的运行。
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