變壓器鐵芯概述

　　鐵芯是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成。鐵芯和繞在其上的線圈組成完整的電磁感應系統。電源變壓器傳輸功率的大小，取決于鐵芯的材料和橫截面積。

　　變壓器鐵芯接地要點

　　（1）單獨設置一條鐵軛夾件接地引出線。因為如果發生鐵芯碰到上夾件造成多點接地故障，接地電流只是在鐵芯夾件內部流動，鐵芯接地引出線中沒有電流流過，會導致工作人員誤認為鐵芯沒有發生故障；設置后，不論鐵芯碰到夾件何位置都會通過兩條接地外引線構成回路，這樣在外部也就可以正確檢測出接地電流。

　　（2）鐵芯接地片放置在鐵軛橫截面中間位置。這樣放置，不論鐵軛拉帶絕緣螺栓在何位置以及故障接地點在何位置，回路的最大感應電壓只有匝電壓的1/4，這時的最大接地電流也只有幾個安培左右，較鐵芯接地片放置在其它位置時要小很多。

　　（3）如果確實因為現場安裝不便等問題需要將鐵芯接地片放置在其它位置，也應將鐵軛拉帶的絕緣螺栓和接地片對角放置，這樣可以防止大電流產生。

　　變壓器鐵芯接地電流異常誤判的案例分析

　　1、事端經過

　　2015年10月21日，實驗人員在220kV某變電站進行帶電測驗時，發現#1、#2主變鐵芯接地電流分別為181.8、125.4mA，測驗位置均在走漏電流傳感器下方，超出了《國網山東省電力公司變電設備帶電檢測作業實施細則》中規則鐵芯接地電流小于100mA要求。

　　實驗人員置疑測驗用的鉗形電流表有問題，遂在保護室調出了鐵芯接地電流在線監測數據，數據顯現#1、#2主變的鐵芯接地電流分別為191、121mA，相同超出規則值。

　　由此能夠判定采用的鉗形電流表無問題，實驗人員又在走漏電流傳感器上方進行測驗，#1、#2主變的鐵芯接地電流分別為0.9、0.8mA。

　　2、原因剖析

　　走漏電流傳感器下口的鐵芯接地電流測驗數據與在線監測體系數據較吻合，闡明走漏電流傳感器是正常的。實驗人員仔細查看了走漏電流傳感器的裝置，發現變壓器鐵芯接地扁鐵與走漏電流傳感器緊緊地貼在一同，在接地引線扁鐵與傳感器觸摸部位，傳感器外表的絕緣漆已磨損，顯露金屬部分，如圖所示。

　　由于接地線扁鐵和穿心傳感器金屬部位接觸，將鉗形電流表鉗在傳感器下端測試時，測試電流包括接地扁鐵中電流I1和穿心傳感器線圈中感應電流I2，I2數值較大，導致現場測試電流超標。

　　于是試驗人員將用紙和礦泉水瓶蓋將變壓器鐵芯接地扁鐵與泄漏電流傳感器隔開后進行測試，測試數據為1.9mA和0.8mA，符合規程要求。確定鐵芯接地電流在線監測數據超標是由泄漏電流傳感器與將鐵芯接地扁鐵貼在一起所致。

　　3、現場處理情況

　　針對接地引下線扁鐵寬度大，容易與穿心傳感器摩擦使傳感器表面的絕緣漆磨損，導致接地扁鐵與傳感器裸露金屬接觸，造成線圈中產生感應電流，引起測試值偏大這一現象，檢修人員通過旁路接地，將接地扁鐵穿過穿心傳感器部分改造成圖所示圓形接地棒，徹底解決了接地引下線扁鐵與穿心傳感器摩擦的問題。

　　改造后，用鉗形電流表測試，不管鉗在穿心傳感器的上部與下部，數據均一致。

　　4、建議

　　在發現類似問題時，將表計放置在穿心傳感器線圈上部，消除傳感器外殼感應電流的影響，必要的話對接地引下線扁鐵進行改造。

　　鐵芯接地電流在線監測數據在一定程度上可反映設備狀況，應加強對在線監測裝置進行及時的維護檢查。

　　330kV變壓器鐵芯接地電流異常的分析和處理

　　1、基本情況

　　該變壓器為特變電工沈陽變壓器集團有限公司2007年8月出廠的36萬kVA自耦變壓器，型號：OSFPS9-360000/330GY，出廠編號為06B12194，無載調壓變壓器。

　　該變壓器鐵芯為解體式鐵芯，如圖1所示，四個鐵芯組成三相五柱式鐵芯，便于運輸和安裝。

　　圖1變壓器鐵芯結構

　　鐵芯1、2.3、4之間為6run的紙板絕緣，夾件與鐵芯之間絕緣材料為2rum絕緣紙板加10mmn絕緣墊塊。。

　　2、故障現象

　　該變壓器鐵芯2 3接地電流從了月上旬開始呈增長趨勢，隨后夾件接地電流也呈增長趨勢。到7月中旬，鐵芯23接地電流達到19A左右，夾件接地電流達到33A左右，具體情況如表1所示。

　　7月30日取油樣進行油色譜試驗，總烴值為296.3μL/L，超過注意值（150μL/L），主要增長部分為甲烷和乙烯，利用三比值法分析為內部存在過熱性故障。綜合各方面情況，初步分析判斷為多點接地故障。

　　鑒于夾件接地電流受變壓器所帶負荷影響較明顯，其過熱點僅限于故障點和夾件焊接點，沒有鐵芯接地造成的危害大。同時由于時值盛夏用電高峰期，不適合停電處理，現場決定在鐵芯接地引出線處串入限流電阻，同時鐵芯、夾件接地電流測量改為每2小時一次，減小引發變壓器事故的風險。

　　加裝限流電阻后，鐵芯2、3的接地電流減小到34mA左右，夾件接地電流呈“時大時小”的變化規律（如圖2所示），變化范圍從10.7mA到30.7A之間。

　　根據鐵芯2、3接地電流基本相等和夾件接地電流變化情況推斷變壓器可能故障原因為：鐵芯2、3之間由于運行振動導致絕緣紙板破損，鐵芯2、3之間短接，造成鐵芯多點接地，繼而破壞了夾件與鐵芯之間的絕緣。

　　3、故障分析和處理

　　9月，該變壓器停電內檢，用2500V兆歐表則得鐵芯各部分絕緣電阻如表2所示。接地線全部打開測試時，鐵芯23之間絕緣電阻為零;接地線依次打開測試時，鐵芯23對地絕緣電阻為零，證明了鐵芯2、3之間短接的推斷。。

　　從內檢時拍攝的照片（如圖3）可以看出，鐵芯23端部之間的距離明顯過近，間接證明了短接的推斷。根據生產廠家技術人員分析，鐵芯上下端部為絕緣薄弱點，由于鐵芯2、3之間的短接引起的多點接地造成環流，導致鐵芯與夾件之間產生可逆的絕緣損壞，造成夾件接地電流時大時小的異常情況。，

　　由于現場不具備維修條件，返廠維修費用較高，并且變壓器鐵芯2、3已形成短接，決定將鐵芯2的接地線打開，使鐵芯2 3只形成一個接地點，避免多地接地情況出現，同時保證鐵芯與夾件間絕緣不被損壞。

　　圖3 變壓器內檢鐵芯2、3照片

　　4、結論

　　根據統計，鐵芯、夾件接地故障已成為變壓器頻發故障之一。當出現鐵芯多點接地故障時，要進行綜合測定和全面分析檢查后，再視現場具體情況選擇處理方案，切不可盲目進行放電沖擊或電焊燒除，以免造成絕緣損壞，使故障擴大。