变压器铁芯接地故障查找方法探讨

陈振江

摘 要：变压器铁芯接地故障是电力变压器中的常见故障之一，它会给变压器的运行带来不利的影响。从变压器铁芯接地故障的常见原因和变现特征入手，深入研究了铁芯接地故障的具体情况，并提出了有参考价值的变压器铁芯接地故障处理办法，以期为相关从业人员提供参考和借鉴。

关键词：变压器铁芯：接地故障；电容放电；变现特征

中图分类号：TM862 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.23.139

在电力变压器的运行过程中，变压器铁芯接地故障是极为常见的，可能会导致铁芯局部过热，影响变压器的正常使用，甚至会烧损铁芯。但是，多点接地的故障点位置不同，因此，在查找故障时，会遇到一定的阻碍。本文将立足于变压器铁芯接地故障的成因，深入研究变压器铁芯接地故障的查找方法。

1 故障原因和危害

1.1 故障原因

在安装变压器的过程中，由于相关工作人员疏忽大意，不慎遗落金属异物，导致变压器铁芯发生接地故障。另外，当铁芯受潮时，会影响到变压器铁芯的绝缘性能，损坏变压器元件。潜油泵轴承磨损严重也是变压器铁芯故障的常见成因，一方面，潜油泵的使用将直接影响铁芯接地的效果；另一方面，在轴承的磨损过程中，容易产生金属粉末，长时间与变压器的硅钢片接触，容易导致变压器铁芯出现多点接地的情况。由此可见，接地片设计问题也是威胁变压器铁芯的问题之一。在加工过程中，相关工作人员没能按照规定清理杂质，使得变压器铁芯出现短路的情况，从而影响变压器的正常运作。此外，工作人员的铁芯工艺不精良，也容易使主变压器内部出现铁锈、焊渣、毛刺等问题。

1.2 变压器铁芯接地故障的危害

铁芯是变压器的磁路部分，也是变压器的核心元件，其质量将影响到变压器的正常运行。变压器安装完毕后，铁芯通过绝缘小套管来接地，从而达到电容耦合的作用。在此，需要相关工作人员注意的是，当变压器处于运行状态时，不允许铁芯多点接地，否则会导致变压器接触不良。因为绕组周围存在着交变的磁场，抵押绕组与铁芯之间有较大的电流冲击，所以，要求相关工作人员将铁芯的外壳做绝缘处理，以保障变压器铁芯的正常运行。另外，构件之间存在着电位差，这会严重影响变压器铁芯的电容放电功能。因此，为了消除悬浮点位的不良影响，应当按照绕组的电位来安排寄生电容与金属构件之间的具体电位。这样一来，不但消除了电位差，还延长了变压器铁芯的电容放电时间。然而，一旦变压器铁芯出现多点接地的情况，就会在绕组之间形成闭合回路，引发环流的现象。出现这种情况时，轻则会导致局部过热，影响变压器铁芯的绝缘性能；重则铁芯被损坏，引发严重的烧损事故。

2 接地故障的查找技术

2.1 放电冲击技术

受变压器装配形式的制约，在很多情况下无法找到故障的具体位置，尤其在铁锈焊渣悬浮、油泥沉积造成的多点接地故障中，使用放点冲击技术能够取得较好的使用效果。相关工作人员要根据现场情况决定放点冲击技术的接地方式和接地程度。因此，要求相关工作人员要控制好交流电的电流，以免电流过大，变电器损坏。但是，这种故障检查技术操作不便，安全性低，并不宜推广，只能应有于现场材料较少的情况下。

2.2 在线检测技术

在线监测技术适用于检测油浸变压器铁芯故障。该技术能够根据变压器中气体的成分判断变压器铁芯的绝缘性能，在时效性方面具有一定的优势。通过对比气体含量，能够较为直观地了解变压器铁芯的密封情况、有无受潮、绝缘是否出现老化。例如，当二氧化碳过多时，相关研究人员基本能够判断问题出在变压器铁芯的热循环中；当变压器中一氧化碳含量超标时，则能够判断铁芯接地故障是由于内部的绝缘体因热而分解；当氧气的含量超标时，则需要相关检修人员检查变压器铁芯的密封情况，并争取在短时间内维修。油中气体在线监测技术能够缩短相关检修人员的工作时间，在一定程度上减少了维修成本，提高了变压器运行的稳定性。而局部放电检测技术则是利用了费电超声测量法和光测量法。这两种方法能够补充油中气体检测技术的不足，准确定位变压器铁芯的故障位置，以便相关工作人员开展维修工作。局部放电在线检测拥有极高的灵敏度，能够达到脉冲标准，因此，在定位工作中，能够取得良好的效果。在此需要相关工作人员注意的是，在布置局部放电在线检測技术的探头时，要根据主变压器铁芯的实际情况放置。

2.3 智能故障诊断技术

智能为变电器铁芯状态检修工作提供了新途径。利用智能化的系统，将技术人员的工作水平提升了一个档次。同时，建立知识库有利于故障诊断知识的累计和扩大。其中、专家系统、神经网络和遗传算法在变电器中已经得到了充分的检验。专家系统主要依靠知识库的建立，能够凭借曾经的经验合理推测变压器铁芯接地故障情况，并且在推理的过程中不断回答问题。但是，专家系统也存在一定的局限性，例如，专家系统的学习能力需要长时间的积累，因此，在短时间内专家系统很难取得良好的效果。而且，要想保持数据库的与时俱进，需要巨大的资金支持，这就限制了知识库的容量。神经网络系统具有自组织、自适应、自学习能力，甚至能够独立完成思考，具有一定的联想功能，能够针对变电器铁芯的实际情况分析故障成因，并提出解决问题的有效措施。然而神经网络技术在我国还不够成熟，可移植性也很差，无法在缺少样本的情况下合理解释故障原因。这就在一定程度上限制了神经网络对变压器铁芯故障的检测。

3 结束语

综上所述，电冲击技术、智能故障诊断技术都是变压器铁芯故障的有效方式。在变压器的检修过程中，应当重视测量绝缘电阻，在扣罩与原件装配之前，应当做一次绝缘测试，尽量规避意想不到的铁芯故障的发生，以保证变压器的稳定运行。

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〔编辑：白洁〕