张旭鸿

摘要：变压器铁芯多点接地是一种常见故障，据有关统计资料表明，它在变压器总故障中占第三位。因此，准确的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。

关键词：变压器 铁芯接地故障

宁夏扶贫扬黄灌溉工程三泵站S9--3150/110主变压器自2001年投入运行至今已有三年余，每年春冬两季灌溉期四个月，累计运行时间约为15个月左右。2004年冬灌前运行单位做预防试验时，发现该变压器铁芯多点接地。近期变压器制造厂家（天津瞬日变压器有限公司）前来现场进行测试，也认定变压器故障为铁芯多点接地。为促进变压器的尽快修复，线对变压器铁芯接地故障进行分析，并提出修复建议如下，謹供参考。

一、变压器铁芯多点接地故障分析

（一）什么是铁芯多点接地

变压器在正常运行中，带点的绕组及引线与邮箱间构成的电场为不均匀电场，铁芯和其他金属件就处于该电场中。因此，铁芯与大地间产生一定电位，通常称为悬浮电位，当两点的电位差达到能够击穿其间的绝缘时，便产生火花放电，形成铁芯与壳体的接地，这种接地称为铁芯的悬浮接地。 另一种接地则是因为变压器铁芯与其附件因设计方案或制造工艺不良，造成局部间隙过小或铁芯各部绝缘降低，变压器运行中铁芯与其他部件受热或电磁力的作用，导致铁芯碰壳形成接地，这种接地称为硬接地。

国家标准规定，电力变压器铁芯和较大金属零件均应通过油箱可靠接地。这样，铁芯与大地之间的寄生电容被短接，使铁芯处于零电位。如果变压器铁芯产生悬浮接地或硬接地，铁芯便产生两点以上的接地，称为多点接地。多点接地在接地点间会形成闭合回路，在电位势的作用下造成环流导致事故发生，为保证变压器安全运行，变压器铁芯决不允许多点接地故障发生。

（二）、造成铁芯多点接地故障的主要原因

造成该变压器铁芯接地故障的主要原因应首先考虑变压器设计方案和制造质量问题，但也不排除变压器运行的因素。

由于变压器外罩在工厂已全部焊死，变压器在安装前无法对其内部进行检查。因此，变压器在运输过程中产生铁芯松动等异常现象是无法考证的。目前只能按照变压器可能产生的多点接地故障进行如下分析。

1.在铁芯组装时，因疏忽对铁芯硅钢片飞边、毛刺清理或硅钢片翘曲等原因，导致变压器在运行中产生放电，形成接地。

2.因铁芯下夹件垫脚与铁鈪间的纸板厚度不够，或纸板质量差或压的过紧造成纸板脱落，导致垫脚与硅钢片间隙过小，引起放电。

3.因温度计座套过长与夹件或铁鈪、芯柱间隙过小，因局部变形相碰，造成接地。

4.穿芯螺丝钢座套过长与硅钢片间隙过小，因局部变形相碰，或因铁鈪表层硅钢片压不平钢片因受热凸起与钢套或夹件相碰，形成接地。

5.铁芯绝缘因受潮造成各夹件绝缘电阻降低，导致铁芯高阻多点接地。

6.油箱内有异物脱落，使硅钢片局部短路，或接地绝缘子绝缘下降，或接地引线与铁芯相碰造成接地。

总之，铁芯接地原因很多，在此不一一列举，当然也不排除其他因素造成的铁芯接地。

（三）、变压器在正常运行中，铁芯只需要有一点接地，如果有一点以上的接地（即多点接地），铁芯在额定电压激磁下，铁芯两端、两硅钢片间均有电位差存在，铁芯在两点以上的接地情况下构成闭合环路，造成环流，有时可达数十安。该电流会引起局部过热，导致油分解，产生然性气体还可能使接地片熔断，或烧坏铁芯，导致铁芯电位悬浮，产生放电，使变压器不能继续运行。因此，铁芯必须接地，而且必须是一点接地。

三、变压器铁芯多点接地故障处理

（一）铁芯多点接地故障的诊断

变压器在停电后，可通过电器测试来确定变压器内部是否存在多点接地故障。

1、为了进一步核定变压器是否存在铁芯多点接地，可断开接地线，用2500V绝缘电阻表对铁芯接地套管测量绝缘电阻，由此可以判断铁芯是否接地以及接地程度。

2、故障点具体位置检查

通过上述测试分析，确定变压器铁芯存在多点接地故障后，便可进一步检查故障点的具体位置。吊罩后，对于杂物引起的接地，较为直观，也比较容易处理。但也有某些情况，停电吊罩后找不到故障点，为了能确切找到接地点，现场可以采取如下方法：

（1）直流法：将铁芯与夹件的连接片打开，在铁鈪两侧的硅钢片上通过6V直流电压，然后用直流电压表一次测量各级硅钢片间的电压，当电压等于零或表计指示反向时，则可以认为该处是故障接地点。

（2）交流法：将变压器低压绕组接入220-380V交流电压，此时铁芯中有磁通存在。如果有多点接地故障存在时，用毫安表沿铁鈪各级逐点测量，当毫安表中电流为零时，则该处为故障点。这种测电流法必测电压法准确，直观。

（3）铁芯加电压法：就是将铁芯的正常接地点断开，用交流试验装置给铁芯加压，若故障点接触不牢靠，在升压过程中会听到放电声，根据放电火花可观察到故障点。当试验装置电流增大时，电压升不上去，没有放电现象，说明故障点很稳固，此时可采用加大电流法。

（4）铁芯加电流法：将铁芯的正常点断开，用电焊机装置给铁芯加压，当电流逐渐增大，且铁芯故障地点电阻增大时，故障点温度升高很快，变压器油将分解而冒烟，从而可以观察到故障点部位。故障点是否消除可以用铁芯加压法验证。

（二）铁芯多点接地故障处理

变压器退出运行后，对于悬浮物形成的多点接地，可采用电容放电冲击法排除，采用直流发生器构成电容充电回路，输出电压大约为1000V,使用时首先对电容充电（50微法），充电后迅速对变压器故障点放电，反复进行几次，故障即可消除。

有的单位采用大电流冲击法处理接地故障也很有效。也可采用铁芯拆装、更接绝缘等有效方法进行多点接地处理。在处理故障时应先分析故障原因所在，然后在采取相应的处理方法，才可取到较好的处理效果。

（三）变压器投入运行后的监测。

变压器铁芯多点接地故障修复后，投入运行，应对变压器铁芯进行一次监测，其方法多采用气相色谱分析法。这种方法是目前确定运行中的变压器是否尚存在铁芯多点接地的最有效方法。最常用的是IEC三比值法，有时也采用德国的四比值法，以上方法是利用五种特征气体的三对比值，来判断变压器故障性质的方法。以上方法可请当地有经验的电力试验研究所协助进行测试。

四、结束语

因固扩三泵站使用的该台变压器，是扬水变电站专供给水泵机组抽水电能所用。在变压器采购时要求变压器制造厂将外罩与地板焊死。这种做法的好处可防止变压器壳体渗油。但变压器全部密封是有条件的，在国外对于产品质量高，故障率为零的产品方可采用全封闭。而我国工业水平尚处在初级阶段，产品质量一般，运行条件较差，变压器故障率较高。因此，变压器不可采用外罩全封闭式。为了便于变压器的检修，应将这台变压器在处理铁芯故障接地时，将变压器壳体法兰由焊接密封改为螺栓紧固密封，以便今后为变压器的检修创造有利条件。