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    變壓器鐵芯接地電流測試儀測量與特征分析

    更新時間:2023-10-12      瀏覽次數:219

      變壓器一旦發生故障導致停電,將造成巨大的經濟損失和社會影響。鐵芯多點接地,是近年來變壓器事故多發原因之一;據統計數據表明,鐵芯多點接地造成的故障占變壓器總事故中的第3 位。由此可見,變壓器鐵芯多點接地故障不可忽視。變壓器鐵芯接地電流測試儀故障初期,接地電流帶來的損耗很小,不易從空載損耗中發覺,一般通過測量絕緣電阻、監測鐵芯接地電流、油色譜分析等技術手段進行檢測。 測量絕緣電阻是最直接的方法,即在變壓器停電時,斷開鐵芯接地線,測量鐵芯對地絕緣電阻。若絕緣電阻為零或很低,則說明可能存在鐵芯多點接地故障。此方法只能在停電下進行,有很大局限性。  監測或檢測鐵芯接地電流,可在變壓器運行時進行。測量鐵芯接地引下線上流過的電流,電流過大,超過行標規定的 100 mA,則預示著鐵芯可能存在多點接地的故障。  

    也能檢測出鐵芯是否多點接地。鐵芯多點接地時,其油色譜中總烴含量通常超過GB 7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》中規定的注意值 150 uL/L,且其中乙烯(C 2 H 4 )和甲烷(CH 4 )占較大比重,乙炔(C 2 H 2 )含量低。在鐵芯多點接地故障初發時期,油色譜變化不甚明顯,只有當故障積累到一定程度時,色譜分析才有所顯現。  因此,上述三種檢測手段中,測量鐵芯接地電流是最為及時、有效的方法。

    2. 變壓器鐵芯接地電流理論分析  對比分析一點接地和多點接地故障時的電流特征,有助于提高鐵芯接地故障診斷能力。首先需了解變壓器鐵芯基本結構、故障原因、接地電流產生機理。

    2.1.  變壓器鐵芯接地電流測試儀是變壓器的基本部件,由鐵芯疊片、絕緣件、結構件等構成。  鐵芯疊片是由磁導率很高的磁性鋼帶疊積或卷繞而成,高磁導率材料制造的鐵芯可使得全部磁通在鐵芯內和兩個繞組交鏈,進而使不同繞組能感應出和匝數成正比的電壓。  鐵芯結構件由夾件、墊腳、撐板、拉帶、拉螺桿、壓釘等部件組成;結構件可使得鐵芯疊片充分壓緊,形成完整牢固的結構。目前,大多數電力變壓器鐵芯為心式結構,其典型結構如圖 1 所示。如圖 1 所示,上夾件的幾片之間通過夾緊螺桿 4 連接,下夾件亦如此;上夾件 5 和下夾件 7 通過拉螺桿 6 連接;下夾件和墊腳連接。在上鐵軛中插入接地片(銅帶),即可使接地片與上夾件連接,進而通過拉螺桿、下夾件、墊腳接地。

      對于容量更大的大型變壓器,通常將鐵芯接地片通過套管從變壓器油箱蓋引出,在外部接地。這種結構的好處是在檢修試驗時,可將外部接地線打開,通過測量絕緣電阻檢測鐵芯的絕緣狀態。變壓器正常運行時,鐵芯必須有一點接地,否則懸浮電位產生間歇性擊穿放電會損傷鐵芯絕緣。  但鐵芯出現兩點以上接地時,不均勻電位會在接地點回路中形成環流,造成鐵芯局部過熱,嚴重時局部溫升增加出現燒熔,進一步形成鐵芯疊片之間的短路故障,使鐵損變大,嚴重影響變壓器性能和正常工作。因此,鐵芯不允許存在多點接地情況。

    2.2.  鐵芯接地故障原因  統計資料和運行經驗表明,可能造成鐵芯接地故障的因素有以下幾點:

    (1) 變壓器內部雜質影響。制造過程中內部殘留的導電性懸浮物、油路中因軸承磨損引入的金屬粉末、加工時殘留的金屬焊渣,這些導電懸浮物在油流作用下,往往被堆積到儀器,使鐵芯與箱壁之間短接,造成多點接地。

    (2) 結構件與鐵芯非正常接觸,如上夾件碰油箱、夾件小托板碰鐵芯、穿心螺桿剛座套碰鐵芯、鋼墊腳與鐵芯之間的絕緣破損或受潮等。

    (3)  變壓器鐵芯接地電流測試儀工藝不良,導致的結構變形。如鐵芯本體易位變形、外部壓緊件變形翹曲等因素均可能導致多點接地故障。


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