变压器铁芯多点接地故障的判断
目前,我国制造的大中型变压器的铁芯都经一只套管引至油箱体外部接地?这是因为电力变压器在正常运行时,绕组周围存在电场,而铁芯和夹件等金属构件处于该电场之中,且场强各异?若铁芯不可靠接地,则产生充放电现象,损坏其固体和油绝缘?因此,铁芯必须有一点可靠接地?如果铁芯由于某种原因在某位置出现另一点接地时,形成闭合回路,则正常接地的引线上就会有环流,这就是人们常说的铁芯多点接地故障?变压器的铁芯多点接地后,一方面会造成铁芯局部短路过热,严重时,会造成铁芯局部烧损,酿成更换铁芯硅钢片的重大故障?另一方面由于铁芯的正常接地线产生环流,引起变压器局部过热,也可能产生放电性故障?有关统计资料表明,因铁芯多点接地造成的事故占变压器总事故的第三位?本文通过毕节供电局东关变SFSL-20000/110型三圈变现场吊芯检修实例,对变压器铁芯多点接地的分析判断和处理方法逐一介绍?
一?铁芯多点接地故障的判断
1?测量铁芯绝缘电阻:铁芯绝缘电阻为零或很低,则表明可能存在铁芯接地故障?
2?监视接地线中环流:对铁芯或夹件通过小套管引起接地的变压器,应监视接地线中是否有环流,如有,则要使变压器停运,测量铁芯的绝缘电阻? 来源:输配电设备网
3?气相色谱分析:利用气相色谱分析法,对油中含气量进行分析,也是发现变压器铁芯接地最有效的方法?发现铁芯接地故障的变压器,其油色谱分析数据通常有以下特征:总烃含量超过“变压器油中溶解气体和判断导则”(GB7252-87)规定的注意值(150μL/L),其中乙烯(C2H4)?甲烷(C2H2)含量低或不出现,即未达到规定注意值(5μL/L)?若出现乙炔也超过注意值时,则可能是动态接地故障?气相色谱分析法可与前两种方法综合起来,共同判定铁芯是否多点接地?
二?现场简易处理方法
1?不吊芯临时串接限流电阻
运行中发现变压器铁芯多点接地故障后,为保证设备的安全,均需停电进行吊芯检查和处理?但对于系统暂不允许停电检查的,可采用在外引铁芯接地回路上串接电阻的临时应急措施,以限制铁芯接地回路的环流,防止故障进一步恶化?
在串接电阻前,分别对铁芯接地回路的环流和开路电压进行测量,然后计算应串电阻阻值?注意所串电阻不宜太大,以保护铁芯基本处于地电位;也不宜太小,以能将环流限制在0.1A以下?同时还需注意所串电阻的热容量,以防烧坏电阻造成铁芯开路?
2?吊芯检查
(1)分部测量各夹件或穿心螺杆对铁芯(两分半式铁芯可将中间连片打开)的绝缘以逐步缩小故障查找范围?
(2)检查各间隙?槽部重点部位有无螺帽?硅钢片?废料等金属杂物?
(3)清除铁芯或绝缘垫片上的铁锈或油泥,对铁芯底部看不到的地方用铁丝进行清理?
(4)对各间隙进行油冲洗或氮气冲吹清理?
(5)用榔头敲击振动夹件,同时用摇表监测,看绝缘是否发生变化,查找并消除动态接地点?
3?放电冲击法
由于受变压器身在空气中暴露时间不宜太长的限制,以及变压器本身装配形式的制约,现场很多情况下无法找到其具体确切接地点?特别是铁锈焊渣悬浮?油泥沉积造成的多点接地,更是难于查找?此类故障可采用放电冲击法,这种方法要根据现场具体情况?接地方式和接地程度,在吊芯或不吊芯状态下可进行?
现场应用时,主要有电容直流电压法和电焊机交流电流法?电焊机交流电流法只适用于金属性接地故障,但电流不好控制,而现场这种情况极少,接地电阻大都几百欧以上?电容直流电压法现场取材较困难,操作不便且不安全,也不宜推广?根据检修实例和现场经验,本文介绍一种安全可靠?操作简便,而且利于快速就地取材的方法?这种方法就是利用高压电气试验用升压变压器进行放电冲击?现场应用时注意换算好二次电压,由于铁芯对地绝缘垫片很薄,故二次电压不能高于2500V?
三?现场实例
毕节供电局工作人员对东关变2#三圈变(SFSL-20000/110)进行吊芯大修时发现铁芯积铁锈很多,铁芯对夹件绝缘为0.15MΩ(用500V摇表摇测),用数字万用表测得电阻值约为990kΩ,故判定铁芯出现非金属性多点接地故障,处理步骤如下:
1?对各绝缘薄弱重点部分进行外观检查,未发现有明显接地点和放电痕迹?
2?分部摇测两分半铁芯对夹件绝缘,其中一半绝缘为500MΩ,另一半为0.15MΩ,说明是一侧铁芯多点接地?
3?以接地一侧为重点,对铁芯和绝缘垫片的铁锈?油泥等杂物进行清理后,绝缘电阻无变化?
4?分别摇测现场能够测到的绝缘片的表面绝缘电阻,均未发现问题?
5?用榔头敲击振动夹件,同时用摇表监测绝缘电阻,没有发现变化?
6?在箱体内对铁芯进行了两次油泥冲洗后,接地现象仍未消失?
7?根据以上检查,分析认定是由于悬浮铁锈在电磁力的作用下,沉积在线圈内部夹件与铁芯的绝缘表面上形成稳定的非金属性接地故障,故决定用放电冲击法?利用现场电气试验班组的升压变压器进行慢慢升压放电(一定注意电流和电压的变化缓缓操作,电压不允许超过2500V)?当升至1000V左右时,听见线圈内部“砰”的一声,接着停止测量绝缘电阻,发现绝缘电阻升至3MΩ?当升至1650V左右时,又听见线圈内部“砰”的一声,停下测量绝缘电阻,发现绝缘电阻已上升到500MΩ?至此,多点接地故障已消除?
四?建议
1?运行中的变压器最好能在铁芯接地线上装设电流表,便于及时发现故障?特别是在放电冲击法消除接地现象后,更要加强监视,防止再次形成故障? 2?当出现铁芯多点接地故障时,要进行综合测定和全面分析检查后,再视现场具体情况选择处理方案,切不可盲目进行放电冲击或电焊烧除,以免造成绝缘损坏,使故障扩大?
3?每次吊芯大修时,一定要清洁油箱底部的油泥铁锈等杂物,并用油进行一次全面冲洗?
4?加强潜油泵及冷却器的检修,防止由于轴承的磨损或金属的剥落,引起变压器铁芯多点接地故障?
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