500kV变压器铁芯绝缘低的分析及处理任燕

500kV变压器铁芯绝缘低的分析及处理任燕

任燕

（四川蜀能电力有限公司电网运维分公司四川省成都市高新区610000）

摘要：对一台500kV的变压器进行交接实验时，为验证铁芯的绝缘电阻是否属于一个较低数值，通常会对变压器的铁芯以及夹件等结构进行绝缘性检验。在电阻试验结束之后，往往要依据变压器的整体结构以及各个结构之间的关系来判断铁芯与夹件之间是否发生了绝缘物的破损或者掺杂了可导电物体。在经过反复检查之后，变压器钻检显示一切正常。而通过返厂吊罩检查，在变压器的夹件与其它构造之间发现存在密封胶垫，将其进行处理后，变压器运行恢复正常。

关键词：变压器；绝缘电阻；铁芯与夹件

引言

变压器在整个电力系统运行中的作用举足轻重，可以说是电力系统中最为基础但也是最不可或缺的电子设备之一。而随着我国居民用电需求的日益增加，变压器设备在电网发展中的重要作用也在随之进步。而在变压器设备出现的常见问题中，其铁芯绝缘程度低的问题一直被广为关注。对于这种大型的、且对复杂度和精密度都有高度要求的仪器设备的绝缘状态的研究，我们就不能够从单一的阻值的绝对值大小来判断问题是否存在，为此，本文将着重阐述500kV变压器铁芯绝缘低的分析与处理。

1变压器铁芯接地原理

在正常运行状态中，变压器的铁芯以及与其密切相关的金属构件都分布在一个不均匀的电场中，而这个不均匀电场正好是变压器带电的绕组和油箱间的相互关系所形成的。详细划分一下，带电绕组又可以区分为高压绕组和低压绕组，这两种截然不同的绕组之间以及铁芯和大地之间都是存在相互作用的，这个相互作用也就是寄生电容。寄生电容通过发生耦合作用促使铁芯与大地之间电位的形成，并使两种绕组之间相互作用，这就是我们俗称的悬浮电位。本质上来说，由于铁芯与其他金属构件在变压器的电场中是零散分布的，所以悬浮电位的产生分布也较为凌乱。但是在变压器运转过程中出现火花放电并非难事，只要两个对应点之间的电位差足够大，二者之间的绝缘物不堪一击时，这种现象就会产生。众所周知，火花放电其实是对变压器的一种损耗，长此以往，这种损耗将由绝缘部位扩散至整个变压器，为变压器的运行埋下了重大隐患。

为避免上述状况发生，国际上约定俗成的做法是将变压器的铁芯及其重要金属构件借助油箱实现可靠接地，这也是目前所采用的变压器铁芯接地基本原理的由来，即通过短接铁芯与大地之间的寄生电容来确保铁芯维持在零电位这一较低的电位水平。在接地过程中，铁芯硅钢片间的绝缘膜基本可以忽略不计，毕竟几欧或者几十欧的电阻阻值在一个大的通路中基本是无法起到任何阻碍作用的，所以我们默认使用铁芯一点接地法。而一点接地法也是处理变压器铁芯接地问题的唯一方法。高于一点接地则会与接地处产生闭合回路，引发危险性极高的环流，一旦电流高到一定程度，铁芯将会发生损毁，连带整个变压器无法正常运行，致使需要投运变压器的企业或工程项目将会受到严重阻碍。

2铁芯故障检查分析

一旦发现变压器存在铁芯绝缘低的问题，发生问题的变压器立刻要停止使用。要由设备的厂家工作人员、施工单位的专业技术人员以及其他熟知变压器问题发生特征的专业人员仔细观察变压器铁芯绝缘度问题的具体表现，经多方商议，共同制定解决措施。在检查过程中，最常得出的无外乎以下三种可能性。

其一，倘若情况不是很严重，技术人员可以对变压器进行排油处理，随后进行铁芯夹件绝缘电阻试验，以此来判断夹件中是否存在异物；倘若存在异物，则异物是否是影响变压器绝缘电阻的诱因。再者，通过彻底的排油处理，倘若变压器问题果真由于夹件间存在异物所导致的，异物很可能会随变压器汽油排出，可使检查分析与异物处理一气呵成、事半功倍。

其二，若经过排油处理，铁芯夹件的绝缘电阻情况仍旧未得到改善，就需要联合相关技术人员对变压器进行钻检，来排查铁芯与夹件之间异物磨损绝缘物体的可能性。

其三，正常情况下变压器铁芯夹件绝缘电阻低的问题都是由于异物存在所引起的，如果未能检测到异物存在，那么这台变压器就应该返厂接受深入细致的解体检查。总之，切记不可因为未检测到问题的关键所在就认为问题不严重，不合格的铁芯夹件的变压器只有返厂这一条出路。

2.1放油检查

作为绝缘问题检测三部曲的第一阶段，放油检查必须按照计划有条不紊的进行。为了增加放油检查的公平性与精确性，在检查进行期间应该由厂家、安装单位、设备维修单位分别派出各自的专业技术人员共同形成技术小组，在三方共同参与的前提下完成铁芯夹件绝缘电阻试验。在本次试验中，发现即使经过排油后，铁芯夹件的绝缘电阻也并未发生明显改变，仍旧维持在稳定数值，基本可以排除问题的发生与变压器是否有油无关。

2.2钻检检查

经过上述放油检查，基本可以断定变压器的油量不是影响铁芯夹件绝缘电阻的关键要素，因此才有了这一阶段的钻检检查。同样，三方人员的密切合作应该贯穿始终，对变压器进行全方位的钻检。但是本次经过精细检验，发现铁芯及夹件之间确实不存在异物，而且绝缘物体也没有明显的磨损痕迹。在进行钻检检查时，应该注意一个小细节，就是在放油时必须小心防止油罐中混入异物。为此，笔者建议在油罐的罐口处安装高密度的、能够过滤掉微小杂物的滤网。既然已经彻底排除了异物存在的可能性，那么按照原定计划就应该将变压器拆解并运回原厂，以便吊罩检查的实施。

2.3解体检查

变压器的解体检查是探究铁芯夹件绝缘电阻问题的最后一种解决方案。返厂后，厂家会对已经被拆解的变压器进行全方位的检查，尤其是对铁芯与夹件附近的区域及零部件进行检查，并以此为中心扩大检查范围，最终明晰检查结果，找到诱发绝缘电阻问题的真正导火索。

2.4其余检查方式

除了上述的几种常见的检查方式与步骤，根据变压器的铁芯与夹件电阻绝缘问题的实际表现情况，还有多种其余的检查方式供技术人员选择。比如说，上文中提到，寄生电容无非是促使铁芯与大地之间抑或两种绕组之间发生作用，那么在进行绝缘测试时，就可以充分利用这几者之间的相互关系，低压绕组与其他部位之间的关系、高压绕组与地面之间的关系、高压绕组与铁芯夹件之间的关系等等都作为切入点，通过对电阻合值、电容量或者介电损耗因数等数据的运算来判断所需要检验的绝缘电阻是否合格。又比如说，可以采用有载分接开关检查等技术含量较高的检查方式，采用击穿电压试验和微水试验直接对变压器的绝缘油进行检验。在这里仅对这种检查方式的原理做出浅述，即进行有载分接开关检查时会有开关切换环节，而这个环节所产生的电弧就是检验的关键所在，电弧作用使得大量的炭粒被分解出来，降低了绝缘油的绝缘性能。如若绝缘油的微水值处于较低水平，炭粒就会通过吸附作用吸附绝缘油中可能存在的细微游离水分，从而提高绝缘水平；而若绝缘油室中发生气体泄漏状况，这种吸附作用就会明显降低，这就是有载分接开关检查的原理所在。

3铁芯故障处理措施

3.1应该定期对大型变压器的铁芯与夹件的绝缘状况进行全面的检查，实时关注是否有异物不小心进入变压器中，一旦发现有异物混入的情况，必须及时向专业技术人员反映问题。即使是不确定是否真正有异物混入的情况，也要对问题加以重视，进行全方位检查，以做到防患于未然。在进行变压器本体检查时要循序渐进，严格按照上述的检查步骤来，容不得半点马虎。

3.2应该加强对变压器制造车间工人技术的培训工作。对员工的职业素养以及专业技术都进行严格把关，从本质上解决变压器铁芯绝缘问题。同时，制造厂商应该加强变压器铁芯的质量检查工作，完善对细微零部件的管理工作，防止日后出现诸如变压器铁芯绝缘阻值低等问题的发生。

3.3当进行各项试验时，变压器绝缘程度的数据出现任何问题都要给予高度重视。在必要时，须当机立断进行解体实验，或者根据绝缘油的实际反映状况来判断接下来具体应该采取何种措施能将变压器铁芯绝缘低问题所导致的损失最小化。

4结束语

在现阶段的电力企业发展中，变压器是保证我国电力系统发展平稳运行的基本保障，但是变压器铁芯绝缘低始终是挥之不去的一个问题。为了彻底解决这个问题，我们必须充分理解铁芯与其夹件接地原理，根据铁芯实际的绝缘情况来选择适度的检测方案，以耗费最少的人力、物力和财力去解决问题为目标，最大程度上降低由于铁芯绝缘低而导致的变压器整体损失，大力促进电力企业的发展。

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