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摘要：变压器的绕组和铁芯是传递、变换电磁能量的主要部件。保证它们的安全是变压器可靠运行的关键。统计资料表明因铁芯问题造成故障，占变压器总事故中的第三位。铁芯多点接地会在接地点形成闭合回路，造成环流，引起铁芯局部过热导致绝缘油分解，还可能使接地片熔断或烧坏铁芯，导致铁芯电位悬浮，产生放电，甚至损坏变压器。因此准确、及时地诊断与处理变压器铁芯多点接地故障，对保证变压器的安全运行具有重要意义。
关键词：变压器；铁芯多点接地;故障；处理
中图分类号：TL372文献标识码： A
一、变压器铁芯接地方式的简单介绍
为了确保铁芯一点接地，对铁芯间无油道的变压器，其铁芯接地方式一般常见的有四种：（1）采用接地套管时，铁芯经接地片至上夹件与接地套管连接接地。（2）当上下夹件间绝缘时，在上下铁轭的对称位置上各插以接地铜片连接夹件，由上夹件经铁芯片至下夹件再接地。要求接地片位置对称的目的，是为了避免铁芯两点接地。（3）上下夹件间不绝缘，接地铜片从下夹件经地脚螺丝接地。（4）当上下夹件间有拉杆或拉板且不绝缘时，接地铜片连接到上夹件上，再由上夹件经螺杆接地。
二、变压器铁芯多点接地故障的类型和成因
变压器铁芯多点接地故障按接地性质可分为两大类：不稳定接地和稳定接地。
1、不稳定接地是指接地点接地不牢靠，接地电阻变化较大，多是由于异物在电磁场作用下形成导电小桥造成的接地故障，如变压器油泥、金属粉末等。
2、稳定接地（也称死接地现象）是指接地点接地牢靠，接地电阻稳定无变化，多是由于变压器内部绝缘缺陷或厂家设计安装不当造成的接地故障，如铁芯穿芯螺栓、压环压钉等的绝缘破坏等。
三、变压器铁芯多点接地诊断技术
1、铁芯接地电流的检测方法
按DL596-96《电力设备预防性试验规程》中表5第8项规定“运行中铁芯接地电流一般不应大于0.1A”。可使用高精度选频钳形电流表，采用电测法，在不改变原设备接线的情况下，在变压器铁芯接地引出线处直接测量运行状态下接地电流值。
2、铁芯绝缘电阻的检测法
按DL596-96《电力设备预防性试验规程》中表5第8项规定“采用2500V兆欧表，测量其铁芯的绝缘电阻。”其标准为：“变压器铁芯的绝缘电阻应大于10000MΩ；与以前测试结果相比无显著差别。”此测量方法，是在停电后进行测量，此方法适用于投运前、大修后。
3、放电冲击法
由于变压器本体在空气中暴露时间不宜太长，以及变压器装配形式的制约，现场很多情况下无法找到确切接地点，特别是由于铁锈焊渣悬浮、油泥沉积造成的多点接地，更是难于查找。在变压器停止运行的情况下，此类故障可采用放电冲击法，这种方法要视现场具体情况、接地方式和接地程度，在吊芯或不吊芯状态下均可进行。具体方法如图1所示。
将K接于铁芯正常接地点（变压器铁芯接地引出线断开），利用兆欧表对电容进行充电60s后，将刀闸开关K倒向放电回路，电容对铁芯接地故障点放电，然后测试铁芯绝缘电阻，如电阻值恢复正常则故障排除，否则重复放电过程几次即可排除故障。由于变压器铁芯底部绝缘垫块较薄，采取的冲击电流不宜过大，避免发生击穿。
4、暴露器身检查处理。
处理死接地的铁心多点接地，必须暴露出器身。但暴露的程度，可根据故障的情况而定。大致可以分为三种情况。
4.1排放少量油，通过手孔进行处理。例如：某发电机变压器的低压侧有一个装在上夹件上的反压钉松动，碰触上铁扼造成铁心多点接地。正巧该反压钉位于低压引线手孔附近。将油放到手孔以下，从手孔中伸进手，用扳手紧固好反压钉支架，反压钉恢复原状，接地故障便得到消除。从这个经验中的启示是，处理铁心多点接地时应边排油边检查。
4.2对变压器铁芯可能接地的部分进行重点检查，吊开变压器箱壳是目前较为普遍的处理方法。为了减少变压器心体在空气中暴露时间，一般在解开铁芯与夹件连接片后进行如下检查试验：
1）分部测量各夹件或穿心螺杆对铁心（两分半式铁心可将中间连片打开）的绝缘，以逐步缩小故障查找范围。
2）检查各间隙、槽部重点部位有无螺帽、硅钢片和废料等金属杂物。
3）清除铁心或绝缘垫片上的铁锈或油泥，对铁心底部看不到的地方用铁丝进行清理。
4）对各间隙进行油冲洗或氮气冲吹清理。
5）用榔头敲击振动夹件，同时用摇表检测，看绝缘是否发生变化，查找并消除动态接地点。
5、其他故障诊断方法
用电测法判断故障方法：在停电后进行诊断性试验的方法一般有两种，其一为直流法，将铁芯与夹件的连接片断开，在铁轭与两侧的硅钢片上通入6V左右的直流电流，后用直流电压表依次测量各级硅钢片间电压，当被测处电压为零或表计指针反向时，该处位置为故障接地点。其二为交流法，将铁芯与夹件的连接片断开，再将变压器低压绕组接入220VAC交流电压，此时变压器铁芯中便有磁通存在，如果有多点接地故障时，用毫安表测量会测得电流，用毫安表沿铁轭各级依次逐点测量，当毫安表在电流为零时，该处位置为故障接地点。以上这两种方法均可检测出变压器铁芯多点接地的故障位置，可依据现场实际情况进行选择。用绝缘油试验综合分析法：依据运行、试验的经验，一般当方生变压器铁芯多点接地故障时，变压器绝缘油色谱分析数据结果有以下特点：（1）总烃含量较高，超过国标规定150ppm的注意值。（2）总烃产气速率超过国标规定注意值范围，其中乙烯的产气速率上升较快。（3）用IEC三比法，特征气体的比值编码一般为0、2、2。（4）甲烷及烯烃组分很高，而一氧化碳气体变化甚少或正常时，有裸金属过热现象等。
四、相关实例分析
某公司试验人员于2012年12月1日在对某110kV变电站#1主变压器铁芯电流进行带电测量时，发现铁芯接地电流为2.93A，测量所用仪器为西安佳源技术公司生产的JBT变压器铁芯电流测量仪，并观察变压器运行温度升高。次日立即对该变压器铁芯绝缘电阻进行了测试，使用1000V兆欧表进行，发现铁芯绝缘电阻为3.6MΩ，初步判定该变压器铁芯存在多点接地故障。在其故障诊断工作中，发现變压器铁芯的接地电流值超出了相关的规范要求，于是对其实施了绝缘油色谱试验，试验结果表明，其油色谱的测试数据都为正常值，同时对该变压器过去的运行状况进行简单分析，发现其并没有发生过故障，也没有出现过恶劣的运行状况，在几天前的隔膜式油枕改造工作中，进行了抽真空注油，并且注油过程中选择的注油位置是下部放油阀处，由此大致判断出注油操作的过程中，由于其底部杂质没有得到有效的清洗，导致在在油流的作用之下沉积至变压器的底部铁芯或者是相关的夹件中，这会导致桥接支路的形成，导致铁芯出现接地故障。
要有效的消除此类故障，常用的两种方法有：电容器充电消除与电焊机消除两种，通过现场勘察，发现该接地故障中具有一定的阻值，由此判断其桥接杂质的量比较小，因此采用电容器充放电的方法来进行故障消除，具体的操作方法为：在打开该主变铁芯接地与接地网连线后，现场选用约35μF、交流1.68kV的电容器，用2500V可调式数字兆欧表进行充电，充到2000V以上后，迅速断开兆欧表，并快速接至变压器铁芯接地引出端，听到一声清脆的放电声即完成放电冲击，同时现场观测人员听到变压器内部（有载分接开关附近）有明显冲击声。冲击后测量铁芯对地绝缘电阻为30000MΩ（1000V），除了该故障，取得了预期效果。
结束语
出现变压器铁芯多点接地故障应及时、准确地诊断故障类型，确定相应的处理方式，对于油泥等不稳定接地故障，不宜盲目采取吊罩检修方法，可用电容冲击法排除，以免造成人力资源的浪费和停电损失。
参考文献
[1]马良腾，王守杰.变压器铁心多点接地故障的原因及处理.电子技术，2012，23（3）：44-46.
[2]阎永明.变压器铁心多点接地故障的检测与处理.山西电力技术，2001.01
关键词：变压器；铁芯多点接地;故障；处理
中图分类号：TL372文献标识码： A
一、变压器铁芯接地方式的简单介绍
为了确保铁芯一点接地，对铁芯间无油道的变压器，其铁芯接地方式一般常见的有四种：（1）采用接地套管时，铁芯经接地片至上夹件与接地套管连接接地。（2）当上下夹件间绝缘时，在上下铁轭的对称位置上各插以接地铜片连接夹件，由上夹件经铁芯片至下夹件再接地。要求接地片位置对称的目的，是为了避免铁芯两点接地。（3）上下夹件间不绝缘，接地铜片从下夹件经地脚螺丝接地。（4）当上下夹件间有拉杆或拉板且不绝缘时，接地铜片连接到上夹件上，再由上夹件经螺杆接地。
二、变压器铁芯多点接地故障的类型和成因
变压器铁芯多点接地故障按接地性质可分为两大类：不稳定接地和稳定接地。
1、不稳定接地是指接地点接地不牢靠，接地电阻变化较大，多是由于异物在电磁场作用下形成导电小桥造成的接地故障，如变压器油泥、金属粉末等。
2、稳定接地（也称死接地现象）是指接地点接地牢靠，接地电阻稳定无变化，多是由于变压器内部绝缘缺陷或厂家设计安装不当造成的接地故障，如铁芯穿芯螺栓、压环压钉等的绝缘破坏等。
三、变压器铁芯多点接地诊断技术
1、铁芯接地电流的检测方法
按DL596-96《电力设备预防性试验规程》中表5第8项规定“运行中铁芯接地电流一般不应大于0.1A”。可使用高精度选频钳形电流表，采用电测法，在不改变原设备接线的情况下，在变压器铁芯接地引出线处直接测量运行状态下接地电流值。
2、铁芯绝缘电阻的检测法
按DL596-96《电力设备预防性试验规程》中表5第8项规定“采用2500V兆欧表，测量其铁芯的绝缘电阻。”其标准为：“变压器铁芯的绝缘电阻应大于10000MΩ；与以前测试结果相比无显著差别。”此测量方法，是在停电后进行测量，此方法适用于投运前、大修后。
3、放电冲击法
由于变压器本体在空气中暴露时间不宜太长，以及变压器装配形式的制约，现场很多情况下无法找到确切接地点，特别是由于铁锈焊渣悬浮、油泥沉积造成的多点接地，更是难于查找。在变压器停止运行的情况下，此类故障可采用放电冲击法，这种方法要视现场具体情况、接地方式和接地程度，在吊芯或不吊芯状态下均可进行。具体方法如图1所示。
将K接于铁芯正常接地点（变压器铁芯接地引出线断开），利用兆欧表对电容进行充电60s后，将刀闸开关K倒向放电回路，电容对铁芯接地故障点放电，然后测试铁芯绝缘电阻，如电阻值恢复正常则故障排除，否则重复放电过程几次即可排除故障。由于变压器铁芯底部绝缘垫块较薄，采取的冲击电流不宜过大，避免发生击穿。
4、暴露器身检查处理。
处理死接地的铁心多点接地，必须暴露出器身。但暴露的程度，可根据故障的情况而定。大致可以分为三种情况。
4.1排放少量油，通过手孔进行处理。例如：某发电机变压器的低压侧有一个装在上夹件上的反压钉松动，碰触上铁扼造成铁心多点接地。正巧该反压钉位于低压引线手孔附近。将油放到手孔以下，从手孔中伸进手，用扳手紧固好反压钉支架，反压钉恢复原状，接地故障便得到消除。从这个经验中的启示是，处理铁心多点接地时应边排油边检查。
4.2对变压器铁芯可能接地的部分进行重点检查，吊开变压器箱壳是目前较为普遍的处理方法。为了减少变压器心体在空气中暴露时间，一般在解开铁芯与夹件连接片后进行如下检查试验：
1）分部测量各夹件或穿心螺杆对铁心（两分半式铁心可将中间连片打开）的绝缘，以逐步缩小故障查找范围。
2）检查各间隙、槽部重点部位有无螺帽、硅钢片和废料等金属杂物。
3）清除铁心或绝缘垫片上的铁锈或油泥，对铁心底部看不到的地方用铁丝进行清理。
4）对各间隙进行油冲洗或氮气冲吹清理。
5）用榔头敲击振动夹件，同时用摇表检测，看绝缘是否发生变化，查找并消除动态接地点。
5、其他故障诊断方法
用电测法判断故障方法：在停电后进行诊断性试验的方法一般有两种，其一为直流法，将铁芯与夹件的连接片断开，在铁轭与两侧的硅钢片上通入6V左右的直流电流，后用直流电压表依次测量各级硅钢片间电压，当被测处电压为零或表计指针反向时，该处位置为故障接地点。其二为交流法，将铁芯与夹件的连接片断开，再将变压器低压绕组接入220VAC交流电压，此时变压器铁芯中便有磁通存在，如果有多点接地故障时，用毫安表测量会测得电流，用毫安表沿铁轭各级依次逐点测量，当毫安表在电流为零时，该处位置为故障接地点。以上这两种方法均可检测出变压器铁芯多点接地的故障位置，可依据现场实际情况进行选择。用绝缘油试验综合分析法：依据运行、试验的经验，一般当方生变压器铁芯多点接地故障时，变压器绝缘油色谱分析数据结果有以下特点：（1）总烃含量较高，超过国标规定150ppm的注意值。（2）总烃产气速率超过国标规定注意值范围，其中乙烯的产气速率上升较快。（3）用IEC三比法，特征气体的比值编码一般为0、2、2。（4）甲烷及烯烃组分很高，而一氧化碳气体变化甚少或正常时，有裸金属过热现象等。
四、相关实例分析
某公司试验人员于2012年12月1日在对某110kV变电站#1主变压器铁芯电流进行带电测量时，发现铁芯接地电流为2.93A，测量所用仪器为西安佳源技术公司生产的JBT变压器铁芯电流测量仪，并观察变压器运行温度升高。次日立即对该变压器铁芯绝缘电阻进行了测试，使用1000V兆欧表进行，发现铁芯绝缘电阻为3.6MΩ，初步判定该变压器铁芯存在多点接地故障。在其故障诊断工作中，发现變压器铁芯的接地电流值超出了相关的规范要求，于是对其实施了绝缘油色谱试验，试验结果表明，其油色谱的测试数据都为正常值，同时对该变压器过去的运行状况进行简单分析，发现其并没有发生过故障，也没有出现过恶劣的运行状况，在几天前的隔膜式油枕改造工作中，进行了抽真空注油，并且注油过程中选择的注油位置是下部放油阀处，由此大致判断出注油操作的过程中，由于其底部杂质没有得到有效的清洗，导致在在油流的作用之下沉积至变压器的底部铁芯或者是相关的夹件中，这会导致桥接支路的形成，导致铁芯出现接地故障。
要有效的消除此类故障，常用的两种方法有：电容器充电消除与电焊机消除两种，通过现场勘察，发现该接地故障中具有一定的阻值，由此判断其桥接杂质的量比较小，因此采用电容器充放电的方法来进行故障消除，具体的操作方法为：在打开该主变铁芯接地与接地网连线后，现场选用约35μF、交流1.68kV的电容器，用2500V可调式数字兆欧表进行充电，充到2000V以上后，迅速断开兆欧表，并快速接至变压器铁芯接地引出端，听到一声清脆的放电声即完成放电冲击，同时现场观测人员听到变压器内部（有载分接开关附近）有明显冲击声。冲击后测量铁芯对地绝缘电阻为30000MΩ（1000V），除了该故障，取得了预期效果。
结束语
出现变压器铁芯多点接地故障应及时、准确地诊断故障类型，确定相应的处理方式，对于油泥等不稳定接地故障，不宜盲目采取吊罩检修方法，可用电容冲击法排除，以免造成人力资源的浪费和停电损失。
参考文献
[1]马良腾，王守杰.变压器铁心多点接地故障的原因及处理.电子技术，2012，23（3）：44-46.
[2]阎永明.变压器铁心多点接地故障的检测与处理.山西电力技术，2001.01