中性点经接地变压器接地的400V电气系统接地故障处理

孙铸国

（中国能源建设集团东北电力第二工程有限公司辽宁大连116023）

摘要：电力变压器是发电厂和变电站的主要设备之一，变压器的作用重大，在输电端，它可以将电压升高以便将电能输送到其它地区，特别是在近几年迅猛发展的特高压输电系统中，大型变压器的地位至关重要。在用电端，变压器可以将高压转换为低压，以方便用电单位和客户的使用，是保障用电质量和供电稳定的重要设备。文章就对电气系统接地故障处理的相关问题分析。

关键词：变压器；电气系统；接地故障；处理

一、变压器电气系统接地的危害分析

变压器的主要部件是铁芯和线圈绕组，其中铁芯是由涂有绝缘漆的冷轧钢片叠压而成，是变压器主要的磁路部分。铁芯和绕在铁芯上的线圈构成整个电磁感应系统，变压器的传输功率主要由铁芯的材质和粗细决定。变压器线圈的构成材质主要是铜线，其中小型变压器多采用带有绝缘的圆铜线，大型变压器线圈采用带有绝缘层的扁铜线。要确保变压器的质量过硬，首先，变压器铁芯的质量一定要过关；其次，变压器的接地情况要正常，要保证变压器的安全稳定运行，变压器要有且只能有一点接地。当变压器接地系统异常时，变压器内部的悬浮电压会产生击穿放电，对变压器铁芯造成损伤。其中，变压器多点接地为普发性故障，文章对这类故障进行分析并提出解决措施。

变压器的铁芯及其金属夹件处在绕组的不均匀电场中，因此其内部铁芯及相关金属夹件表面必定会产生感应电动势。由于变压器内部电场的不均匀，且铁芯和相关金属夹件处在不同位置，因此其各自产生的电动势一定会形成电势差。当这种电压差达到变压器内部绝缘临界点时就会形成击穿电压，造成变压器铁芯损坏。当电变压器内部有一点接地时，这种感应电压和电流会被导入大地，以保护变压器铁芯。但当变压器存在多点接地的情况时，这种不均匀的电势差会在任意两个接地点之间形成回路，出现环流，这种环流对变压器的安全运行危害极大，环流会使变压器铁芯发热，有时过高的发热现象会造成变压器瓦斯动作，产生跳闸，使变压器无法正常工作。如果铁芯多点接地，则铁芯多个接地点与大地组成的回路与绕组磁通相交链，从而在铁芯内部产生环流，铁心接地扁铁流过的电流增大很多，变压器变损也会增大，油色普分析显示总氢等严重超标。

二、变压器接地的400V电气系统接地检测方法及查找

1、检测方法

1.1带点检测法：在变压器运行的过程中，变压器铁芯采用的是多点接地的方式，检测人员需要利用电流表检测引线中是否存在电流。在对铁芯接地电流进行测量时，一般是在变压器运行的状态下进行的，所以，这项工作属于带电作业，而且具有一定难度。铁芯多点接地时环流比较大，所以，流经铁芯接地线中的电流也比较大，在利用电流表进行测量时，需要规范操作，还要保证电流表放置位置合理，要保证铁芯接地引线从电流表中芯通过。在多次测量后，如果发现测量数据差异比较大，而且稳定性不高，则需要在铁芯接地引线中并联短路线，然后测量接地电流值。

1.2停电测试法：停电后对变压器可能出现的铁芯多点接地电气测试的内容和方法为以下两步骤：其一，正确测量各级绕组的直流电阻，若各数据均合格，且各相之间与历次测试数据之间无明显偏差，由此可以排除故障部位在电气回路内，再进行铁芯接地线的险查。其二，断开铁芯接地线，然后使用2500V或5000V摇表对铁芯进行绝缘电阻测试。用摇表测铁芯绝缘，如果绝缘电阻值很低，则基本可以判定铁芯为两点及以上接地。

1.3气相色谱分析法：通过油务试验结果进行分析，用IEC三比值法，同时伴有总烃含量迅速增加的现象。此方法可以带电进行，效果明显。

2、故障查找

2.1直流法。直流法是变压器铁芯多点接地故障点查找的一种有效方式，在实际应用过程中，打开铁芯与夹件的连接，在硅钢片上通入直流电，在此基础上通过万能表对各级铁芯碟片之间的实际电压进行精准的测量。实际测量结果显示，在电压等于零的状态下可以明确实际故障接地点的位置。

2.2交流法。交流法也是变压器铁芯多点接地故障查找的重要方式，其与直流法在应用环境以及应用状态上存在一定差异。交流法主要是将变压器低压绕组接入交流电压，打开铁芯和夹件的连接片，在此状态下，变压器铁芯产生交变磁通。当毫安表测量出现电流时，表明存在多点接地故障。在此基础上逐点逐级进行测量，当毫安表中的电流为零时，基本可以明确故障点的实际位置。

三、变压器接地的400V电气系统接地故障的处理

1、不吊芯临时串接电阻法。当发现变压器有多点故障出现，且暂时不允许对变压器进行停电处置时，这时无法检测吊芯，可以采取在接地外引线上串入限流电阻的应急措施，从而达到降低环流的目的。这种方法简单易操作，但不是长久之计。具体操作时，应在串入电阻前，测量环流值和开路电压，通过这两个数值计算出需串入电阻的大小，串入电阻不宜过大，以确保铁芯处于低电位，电阻也不宜过小，以免起不到限制环流的作用。用此方法处置时，还应考虑串入电阻的热容量，避免烧坏电阻，造成开路现象。

2、吊芯检测法。第一，对穿心螺杆和各夹件对铁芯的绝缘进行分布测量，以缩小接地故障的查找范围；第二，仔细检查油箱、槽、间隙等地方是否有金属物体，或其他导电杂物；第三，全面清理绝缘垫片和变压器铁芯的铁锈及油污，对于不易清理的边角和底部用细铁丝清理；第四，对变压器内部间隙用油或氦气进行冲吹；第五，敲击震动夹件，测量绝缘阻值，查看是否异常。

3、放电冲击法。放电冲击法对于吊芯和不吊芯情况都适用，这种方法对于处理由铁锈和油污堆积造成的多点接地，且不易查找接地点的情况效果显著。具体操作时要根据变压器的装配形式、接地方式和现场情况等综合因素，采取不同方式。根据现场情况，可采用放电冲击法、电容直流冲击法和电焊机交流电流法。其中，电焊机交流电流法中对电流的控制较为困难，该方法只适用于金属性接地故障，此类故障发生也相对较少。电容直流冲击法现场操作较为复杂，且不易取材，虽有一定成效，但不宜推广。放电冲击法主要利用高压电气进行实验，需使用升压变压器，在操作时要注意计算二次电压，通常该电压值不能高于2500V，这种方法安全可靠、便于操作，应用广泛。

4、出现突发故障的处理。当变压器铁芯出现多点接地故障时，应根据现场情况全面分析，提出可靠的解决方案，不可随意进行放电冲击法和简单的电焊消除，这样容易造成变压器绝缘损坏，造成更大损伤。变压器的铁芯接地，可在接地线上连接电流表，便于及时发现接地故障及查找具体原因。对于每一次难得的吊芯大修，一定要全面彻底，大修对于变压器的日常维护至关重要，这期间，可以对平时一些应急处理措彻底修理，清除隐患。对于变压的绝缘进行彻底检修，保证绝缘效果良好，着重清理油箱底部或变压器底部的油泥铁锈，这类相关工作一定要全面、细致。对变压器进行色谱在线分析的推广应用，对一些常见故障点和易接地隐患点的油样进行实时监测分析，确保第一时间发现故障，及时排除隐患，避免造成损失。

结束语

在电力系统的实际运行过程中，变压器接地故障问题具有一定的复杂性和特殊性，若不能够及时有效的对其进行解决，势必会对电力系统的争产运行产生严重的制约。在此种情况下，相关检修人员应当积极做好变压器的检修及维护工作，在对变压器接地故障原因进行精准合理的分析的基础上，积极采取有针对性的解决措施，对变压器接地故障进行有效的处理，进而保证电力系统的稳定运行，从整体上推动我国电力行业的发展。

参考文献：

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