一起變壓器夾件多點接地故障的原因及處理 蔣一平，許 強( 國網四川省電力公司檢修公司，四川 成都610041)摘 要: 通過對一起 500 kV 變壓器夾件多點接地故障進行了調查分析，結合現場測試、現場調查指出: 此次變壓器夾件多點接地故障的直接原因是由于該型號變壓器夾件定位銷的特殊結 構; “5 12 ”大地震是造成此次故障的間接原 因。通過測量夾件對地絕緣電阻和夾件接地電流的在線監視可以有效地發現此類故障，對于預防此類變壓器事故的 發生發揮了重要作用。關鍵詞: 變壓器多點接地; 原因分析; 夾件對地絕緣電阻; 接地電流Abstract: The multi point earth fault of the clamping pieces of a 500 kV transformer is checked and analyzed，and based on the field test，it is pointed out that the direct reason of the multi point earth fault of the transformer is the special structure of the location pin in the given type of the transformer，and the indirect reason is 5 12 Wenchuan earthquake This kind of fault can be effectively found through the measurement of insulation resistance against ground of the clamping pieces and the on line monitoring of its grounding current，which can play an important role in preventing the similar transformer faultsKey words: multi point grounding of transformer; cause analysis; clamp insulation resistance against ground; grounding cur- rent中圖分類號: TM862 文獻標志碼: B 文章編號: 1003 6954( 2014) 06 0010 03缺陷，于 9 月 17 日缺陷處理完成，重新注油，并進行熱油循環。1 2例行試驗情況高壓試驗班在 2010 年 9 月 17 日對 B 相主變壓 器進行例行試驗，測量數據如表 2 表 6 所示。0引言國 網四川省電力公司檢修公司在對 所 轄 500kV 某變電站 2 號主變壓器進行年檢預試，并對 B 相 鐵心接地 套 管 漏油缺陷進行處理。高 壓 試 驗 班 在2010 年 9 月 12 日對 B 相主變壓器進行摸底 試 驗，試驗結果合格。而在 9 月 17 日對 B 相主變壓器進 行例行試驗時，發現夾件對地絕緣為 0 M，其他試 驗項目均合格，說明夾件存在多點接地故障。表 2套管絕緣試驗末屏絕緣/ M互差/ %C/ pF位置tg / %Cx / pF標準B2 5000 2545165170 19Bm2 5000 292455 64611 17Y2 5000 290536 85410 78Y2 5000 281529 95330 581現場測試B2 5000 281535 15380 54表 3 主體絕緣試驗1 1摸底試驗情況高壓試驗班在 9 月 12 日對 B 相主變壓器進行 摸底試驗，測量數據如表 1 所示。吸收比( 60 / 15 )/ G泄露電流/ A位置tg / %Cx / nF表 19 月 12 日主變壓器摸底試驗數據高中低 地高中 低地 低 高中地27 8 /22 835 2 /30 649 0 /31 50 20 1950 18413 668 8078 3442194試驗儀器環境溫濕度鐵心絕緣電阻 環境溫濕度2 500 V/10 000 M5 000M5 000M26 64%注: 使 用 儀 器 為 5 000 V /100 000 M 電 動 搖 表、AI 6000F 介損測量儀、ZV 60 /5 直流發生器。隨后，對變壓器放油處理 B 鐵心接地套管漏油10第 37 卷第 6 期2014 年 12 月四 川 電 力 技 術Sichuan Electric Power TechnologyVol 37，No 6Dec ，2014松開緊固螺釘，絕緣紙板沿定位銷軸向向上方位移 3 cm，但未發現高壓側夾件定位銷絕緣紙未破 損。將絕緣紙取下，更換新絕緣紙板后，進行絕緣電 阻測試，夾件接地故障仍然存在。再將低壓側夾件定位銷箱蓋打開，打開箱蓋后， 發現大量絕緣紙碎末，定位銷外層白漆裸露，如圖 3 所示，同時采用 2 500V /10 000 M 的搖表測量夾件 絕緣，聽到定位銷絕緣紙破損處有放電聲。對低壓側夾件定位銷絕緣紙板進行更換，在更 換新的絕緣紙板后，重新測量夾件絕緣，測得夾件絕 緣電阻為 2 000 M，注油后重新測量夾件絕緣電阻 為 5 000 M，滿足試驗要求。表 4 繞組直流電阻試驗位置直流電阻 / 高壓 中性點( B Y)0 173 5中壓|中 性 點( Bm Y)10 052 0320 049 6930 047 3040 045 0050 042 630 006 638低壓側( b y)注: 變壓器油溫為 32 ，使用保定金達 3391B 直流電阻測試儀。表 5鐵心 / 夾件絕緣電阻試驗鐵心絕緣電阻/ M夾件絕緣電阻/ M使用儀器2 500 V/100 00 M 搖表5 0000從表 2 表 5 中可以看出，除夾件絕緣電阻為 0M，其他絕緣試驗均合格，說明是單純性夾件多點 接地故障。圖 1變壓器夾件定位銷剖面示意圖2故障的現場處理情況針對上述存在的故障，公司組織相關人員現場分析后，在詳細了解變壓器夾件結構的基礎上，決定 再次對變壓器放油至頂蓋下方，檢查夾件定位銷絕 緣情況，查找故障點。在將變壓器放油之后，打開高壓側夾件定位銷 箱蓋，其原理和結構如圖 1、圖 2 所示。圖 2變壓器夾件定位銷實際情況圖圖 3 右夾件定位銷絕緣紙破損情況11第 37 卷第 6 期2014 年 12 月四 川 電 力 技 術Sichuan Electric Power TechnologyVol 37，No 6Dec ，2014如圖 4 所示。3故障原因的分析4結論油浸式變壓器中主要的絕緣材料是變壓器油，具有良好的絕緣和散熱性能。絕緣紙板主要用未經 漂白的硫酸鹽纖維制成，具有很強的透氣性、吸油性 和吸水性，未經浸油的紙的擊穿強度、機械強度和耐 熱強度均不高; 但干燥并浸油后，電氣性能就大為提 高。作為主絕緣的絕緣紙筒不僅能夠有效阻止雜質 形成“小橋”，而且能夠提高油間隙的擊穿電壓。在變壓器正常運行中，帶電的繞組和引線與油 箱間構成的電場為不均勻電場，鐵心、夾件和其他金 屬構件處于該電場中，當出現兩點或多點接地時，由 于鐵心、兩個接地點之間所構成的回路與鐵心內磁 通相交鏈而產生電位差，造成環流。該環流會引起 局部過熱，導致油分解，產生可燃性氣體，還可能使 接地片熔斷，產生放電，使變壓器不能繼續運行。從現場分析來看，故障點的產生主要是因為低 壓側夾件定位銷外層絕緣紙板破損造成定位銷與變 壓器外殼相連，產生接地點，造成夾件多點接地。而 絕緣紙的破損是由于“5 12 ”地震，在巨大應力作用 下，夾件與變壓器箱蓋之間相互錯動，導致絕緣紙板 向上位移，并直接造成低壓側絕緣紙板部分破損成 紙屑。在摸底試驗時，定位銷上部空間變壓器油由 于無循環通路，幾乎不參與正常運行時在潛油泵帶 動下的油流循環，所以絕緣紙碎末依然填塞在夾件 定位銷和頂蓋定位法蘭之間，所以在摸底試驗中測 得的夾件絕緣電阻為 5 000 M，滿足試驗要求。通過對故障的分析，可以看出此次夾件多點接地故障是由于“5 12”地震，造成了變壓器頂蓋與夾 件定位銷之間在應力作用下相互錯動，使兩者之間 絕緣紙板向上位移并部分破損成紙屑，在真空注油 過程中，碎屑被油流沖散，從而造成夾件定位銷與變 壓器頂蓋定位法蘭相連，形成夾件多點接地故障。此次故障的產生主要是由 于“5 12 ”地 震 和 變 壓器夾件定位銷結構造成的。因此，應加強對地震 影響較大地區變電站運行的常州東芝變壓器廠生產 的 ODFPS 334000 /500 型 變 壓 器 夾 件 接 地 電 流 的 監視，如發現夾件接地電流出現增大的情況，應在停 運后，首先檢查夾件定位銷處絕緣紙板是否破損，并 進行消缺處理。參考文獻1劉慶寧 變壓器鐵芯多點接地故障判斷J 四川電力技術，1998( 3) : 25 27唐芳軒 變壓器鐵芯多點接地的診斷及處理J 四川 電力技術，2001( 2) : 26 27曹海 變壓器絕緣故障在線監測技術J 四川電力技 術，2005( 2) : 47 48包玉樹，王建凱 變壓器套管末屏的應用實 例 與 分 析234J高壓電器，2006，42( 4) : 315 3165劉敬民，王 志 源 變壓器鐵芯故障處 理J 四 川 電 力技術，1994，17( 4) : 55 56王新國 變壓器鐵芯多點接地故障的檢測及臨時處理J 山東電力高等專科學校學報，2000，3 ( 2 ) : 76 77唐茂林 變壓器鐵芯在線監測限流裝置的應用J 寧 夏電力，2009( 4) : 40 42史廣利，杜波 變壓器檢修時預知鐵芯兩點接地故障 的檢測方法J 大眾用電，2007( 6) : 36 37 程顯福，王海寬，楊衡 變壓器鐵芯故障分析J 東 北電力技術，2004( 11) : 21 22678圖 4 注油過程中絕緣紙碎末沖散示意圖但此次對 B 相鐵心