變壓器的繞組和鐵芯是傳遞和轉(zhuǎn)換電磁能量的主要部件，保證其運(yùn)行是人們關(guān)注的問題。統(tǒng)計(jì)顯示，鐵芯問題引起的故障占變壓器總事故的第三位。制造部門已經(jīng)重視變壓器鐵芯的缺陷，并對鐵芯金屬軟管不銹鋼軟管的接地進(jìn)行了監(jiān)控，接地進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。

引文作者:上海蓋能電氣市場部（專注干式變壓器30年）

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運(yùn)營部門還將鐵芯故障的檢測和發(fā)現(xiàn)提到了相當(dāng)高的水平。然而，變壓器鐵芯故障仍然頻繁發(fā)生，主要是由于鐵芯多點(diǎn)接地和鐵芯接地不良。接下來介紹其故障的判斷和處理方法。

1鐵芯正常時(shí)需要一點(diǎn)接地的原因

當(dāng)變壓器正常運(yùn)行時(shí)，帶電繞組和油箱之間存在電場，鐵芯和其他金屬部件在電場中。由于電容分布不均勻，場強(qiáng)不同，如果鐵芯的金屬軟管不銹鋼軟管不能接地，會產(chǎn)生充放電現(xiàn)象，破壞固體絕緣和油的絕緣強(qiáng)度，所以鐵芯必須接地一點(diǎn)。

鐵芯由硅鋼片和金屬軟管不銹鋼軟管組成。為了減少渦流，片間有一定的絕緣電阻(一般只有幾歐姆到幾十歐姆)。由于片間電容極大，在交變電場中可以視為通路，所以整個(gè)鐵芯疊片的電位可以通過一點(diǎn)接地在鐵芯中鉗制在地電位。

如果鐵芯或其金屬構(gòu)件有兩點(diǎn)以上(多點(diǎn))接地，則接地點(diǎn)之間會產(chǎn)生閉合回路，其鍵鏈部分磁通，感應(yīng)電動勢，形成環(huán)路，產(chǎn)生局部過熱，甚至燒毀鐵芯。

變壓器鐵芯只有一點(diǎn)接地，就是正常接地。也就是說，鐵芯的金屬軟管不銹鋼軟管必須接地，必須接地。

鐵芯故障主要由兩個(gè)原因引起，一是施工工藝不良導(dǎo)致短路，二是金屬軟管不銹鋼軟管附件和外部因素導(dǎo)致多點(diǎn)接地。

2鐵芯多點(diǎn)接地類型

(1)變壓器安裝完成后，油箱頂蓋上運(yùn)輸?shù)亩ㄎ讳N未翻轉(zhuǎn)或去除，形成金屬軟管不銹鋼軟管多點(diǎn)接地。

(2)由于鐵芯夾件肢板離芯柱太近，鐵芯疊片因某種原因翹起，觸及夾件肢板，形成金屬軟管不銹鋼軟管多點(diǎn)接地。

(3)鐵軛螺桿襯套過長，與鐵軛疊片碰撞，形成新的接地點(diǎn)。

(4)鐵芯下夾件墊腳與鐵軛之間的絕緣紙板脫落或損壞，使墊腳鐵軛處的疊片接地。

(5)具有潛油泵裝置的大中型變壓器，由于潛油泵軸承磨損，金屬粉末進(jìn)入油箱，沉積在油箱底部，在電磁力的作用下形成橋梁，下鐵軛與墊腳或箱底連接，形成金屬軟管不銹鋼軟管多點(diǎn)接地。

(6)油浸變壓器油箱蓋上的溫度計(jì)座套過長，與上夾件或鐵軛、旁柱邊緣接觸，形成新的接地點(diǎn)。

(7)金屬異物落入油浸變壓器油箱，使鐵芯疊片與箱體連接，形成接地。

(8)下夾件階梯之間的木墊塊受潮或表面不干凈，附著較多的油泥，使其絕緣電阻值降至零，形成多點(diǎn)接地。

3.多點(diǎn)接地異?，F(xiàn)象

(1)鐵芯產(chǎn)生渦流，鐵損增加，鐵芯金屬軟管不銹鋼軟管局部過熱。

(2)多點(diǎn)接地嚴(yán)重時(shí)，長時(shí)間未處理，變壓器連續(xù)運(yùn)行會導(dǎo)致油和繞組過熱，使油紙絕緣逐漸老化，導(dǎo)致鐵芯疊片兩個(gè)絕緣層老化脫落，導(dǎo)致更大的鐵芯過熱，鐵芯燒毀。

(3)長時(shí)間多點(diǎn)接地，使油浸變壓器油變質(zhì)，產(chǎn)生可燃?xì)怏w，使氣體繼電器動作。

(4)鐵芯過熱導(dǎo)致木質(zhì)墊塊和夾件碳化。

(5)嚴(yán)重的多點(diǎn)接地會燒壞接地線，使變壓器失去正常的一點(diǎn)接地，后果不堪設(shè)想。

(6)多點(diǎn)接地也會導(dǎo)致放電。

4.檢測多點(diǎn)接地故障

鐵芯多點(diǎn)接地故障的判斷方法通常從兩個(gè)方面進(jìn)行:

(1)進(jìn)行氣相色譜分析。在色譜分析中，如果氣體中甲烷和烯烴的含量較高，而一氧化碳和二氧化碳的含量與過去相比變化不大，或者含量正常，則表明鐵芯過熱，可能是多點(diǎn)接地造成的。

乙炔氣體出現(xiàn)在色譜分析中，說明鐵芯已經(jīng)間歇多點(diǎn)接地。

(2)測量接地線是否有電流。在變壓器鐵芯外引接地套管的接地引線上，用鉗形表測量引線上是否有電流。變壓器鐵芯正常接地時(shí)，由于沒有電流回路，接地線上的電流很小，為毫安級(一般小于0.3A)。當(dāng)有多點(diǎn)接地時(shí)，鐵芯主磁通周圍相當(dāng)于有短路匝，匝內(nèi)流過環(huán)流，其值取決于故障點(diǎn)與正常接地點(diǎn)的相對位置。

5.排除多點(diǎn)接地故障

(1)變壓器停機(jī)時(shí)的臨時(shí)排除方法:

②有外引接地線，如果故障電流較大，可以暫時(shí)打開地線運(yùn)行.但是必須加強(qiáng)監(jiān)控，防止故障點(diǎn)消失后鐵芯出現(xiàn)懸浮電位。

②如果多點(diǎn)接地故障不穩(wěn)定，可以將滑線電阻串入工作接地線，使電流限制在1A以下?；€電阻的選擇是將正常工作接地線打開測得的電壓除以地線上的電流。

③用色譜分析監(jiān)測故障點(diǎn)的產(chǎn)氣率。

④通過測量找到確切的故障點(diǎn)后，如果無法處理，鐵芯的正常工作接地片可以移動到故障點(diǎn)的同一位置，大大減少環(huán)流。

(2)徹底的維護(hù)措施。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)變壓器有多點(diǎn)接地故障后，可停止的變壓器應(yīng)及時(shí)停止，退出后應(yīng)徹底消除多點(diǎn)接地故障。排除此類故障的方法應(yīng)根據(jù)多點(diǎn)接地的類型和原因采取相應(yīng)的維護(hù)措施。但在某些情況下，停電吊芯后找不到故障點(diǎn)。為了準(zhǔn)確找到接地點(diǎn)，現(xiàn)場可以采用以下方法。

①DC法。打開鐵芯金屬軟管不銹鋼軟管與夾件的連接片，將6VDC引入軛兩側(cè)的硅鋼片，然后用DC電壓表依次測量各級硅鋼片之間的電壓。當(dāng)電壓等于零或表指示反向時(shí)，可以認(rèn)為是故障接地。

②溝通方式。將變壓器低壓繞組連接到交流電壓220~380V，此時(shí)鐵芯中的金屬軟管不銹鋼軟管有磁通。如果有多點(diǎn)接地故障，用毫安表測量電流(鐵芯和夾件的連接器應(yīng)打開)。用毫安表沿著鐵軛的各個(gè)級別逐點(diǎn)測量。當(dāng)毫安表中的電流為零時(shí)，這是故障點(diǎn)。