变压器铁芯接地电流测试仪测量与特征分析
点击次数:101 更新时间:2023-10-12

  变压器一旦发生故障导致停电,将造成巨大的经济损失和社会影响。铁芯多点接地,是近年来变压器事故多发原因之一;据统计数据表明,铁芯多点接地造成的故障占变压器总事故中的第3 位。由此可见,变压器铁芯多点接地故障不可忽视。变压器铁芯接地电流测试仪故障初期,接地电流带来的损耗很小,不易从空载损耗中发觉,一般通过测量绝缘电阻、监测铁芯接地电流、油色谱分析等技术手段进行检测。 测量绝缘电阻是最直接的方法,即在变压器停电时,断开铁芯接地线,测量铁芯对地绝缘电阻。若绝缘电阻为零或很低,则说明可能存在铁芯多点接地故障。此方法只能在停电下进行,有很大局限性。  监测或检测铁芯接地电流,可在变压器运行时进行。测量铁芯接地引下线上流过的电流,电流过大,超过行标规定的 100 mA,则预示着铁芯可能存在多点接地的故障。  

也能检测出铁芯是否多点接地。铁芯多点接地时,其油色谱中总烃含量通常超过GB 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中规定的注意值 150 uL/L,且其中乙烯(C 2 H 4 )和甲烷(CH 4 )占较大比重,乙炔(C 2 H 2 )含量低。在铁芯多点接地故障初发时期,油色谱变化不甚明显,只有当故障积累到一定程度时,色谱分析才有所显现。  因此,上述三种检测手段中,测量铁芯接地电流是最为及时、有效的方法。

2. 变压器铁芯接地电流理论分析  对比分析一点接地和多点接地故障时的电流特征,有助于提高铁芯接地故障诊断能力。首先需了解变压器铁芯基本结构、故障原因、接地电流产生机理。

2.1.  变压器铁芯接地电流测试仪是变压器的基本部件,由铁芯叠片、绝缘件、结构件等构成。  铁芯叠片是由磁导率很高的磁性钢带叠积或卷绕而成,高磁导率材料制造的铁芯可使得全部磁通在铁芯内和两个绕组交链,进而使不同绕组能感应出和匝数成正比的电压。  铁芯结构件由夹件、垫脚、撑板、拉带、拉螺杆、压钉等部件组成;结构件可使得铁芯叠片充分压紧,形成完整牢固的结构。目前,大多数电力变压器铁芯为心式结构,其典型结构如图 1 所示。如图 1 所示,上夹件的几片之间通过夹紧螺杆 4 连接,下夹件亦如此;上夹件 5 和下夹件 7 通过拉螺杆 6 连接;下夹件和垫脚连接。在上铁轭中插入接地片(铜带),即可使接地片与上夹件连接,进而通过拉螺杆、下夹件、垫脚接地。

  对于容量更大的大型变压器,通常将铁芯接地片通过套管从变压器油箱盖引出,在外部接地。这种结构的好处是在检修试验时,可将外部接地线打开,通过测量绝缘电阻检测铁芯的绝缘状态。变压器正常运行时,铁芯必须有一点接地,否则悬浮电位产生间歇性击穿放电会损伤铁芯绝缘。  但铁芯出现两点以上接地时,不均匀电位会在接地点回路中形成环流,造成铁芯局部过热,严重时局部温升增加出现烧熔,进一步形成铁芯叠片之间的短路故障,使铁损变大,严重影响变压器性能和正常工作。因此,铁芯不允许存在多点接地情况。

2.2.  铁芯接地故障原因  统计资料和运行经验表明,可能造成铁芯接地故障的因素有以下几点:

(1) 变压器内部杂质影响。制造过程中内部残留的导电性悬浮物、油路中因轴承磨损引入的金属粉末、加工时残留的金属焊渣,这些导电悬浮物在油流作用下,往往被堆积到仪器,使铁芯与箱壁之间短接,造成多点接地。

(2) 结构件与铁芯非正常接触,如上夹件碰油箱、夹件小托板碰铁芯、穿心螺杆刚座套碰铁芯、钢垫脚与铁芯之间的绝缘破损或受潮等。

(3)  变压器铁芯接地电流测试仪工艺不良,导致的结构变形。如铁芯本体易位变形、外部压紧件变形翘曲等因素均可能导致多点接地故障。


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