铁心接地

铁心接地（精选四篇）

铁心接地 篇1

原因分析:变压器在出厂前经厂家试验合格后, 又经安装交接前重复试验合格后, 才能投入运行, 但在运行后却发现有铁心接地故障, 一般由以下3个方面原因引起。

(1) 大型短路故障, 在强大的电磁力作用下, 使得铁心位移触及油箱外壳发生接地。

(2) 穿心螺栓或绕组压钉在震动中, 松动脱落, 造成铁心短路接地。

(3) 油箱底部积存导磁碎屑过多, 在运行时, 在电磁力作用下使铁屑成为“桥路”而导致铁心与油箱底部连接造成铁心多点接地。

综合以上原因, 变压器在铁心接地处理过程中应遵循以下原则。

首先, 考虑是否属于铁屑“搭桥”接地, 采用低压电容对铁心放电, 使铁心周围的“桥路”烧断, 恢复变压器铁心的绝缘, 这样既减少了放油等烦琐工作, 同时也缩短了退出运行时间。

其次, 考虑是否属于大型短路故障, 在强大的电磁力作用下, 使得铁心位移触及油箱外壳发生接地。

再次, 考虑是否属于穿心螺栓或绕组压钉在震动中松动脱落, 造成铁心短路接地。

综上所述, 为防止变压器铁心接地, 要加强变压器从制造到安装各个环节的管理。

(1) 大型变压器制造业主派出的监造人员必须要有很强的责任心和扎实的专业技术知识, 对制造的各个程序进行监督, 防止类似金属碎屑存在变压器内部等现象发生。

电抗器铁心各部件接地系统说明 篇2

关键词：电抗器铁心,一点接地,悬浮电位,环流

铁心是电抗器重要的结构部分, 充当着电抗器磁的通路, 运行时有较大的磁场作用, 而且铁心夹件采用金属材质铁轭采用硅钢片均为导磁材料, 如果不采用合理接地, 在磁场作用下会产生悬浮电位, 从而导致放电现象。悬浮电位对电抗器、变压器内部绝缘影响是巨大的, 放电会导致绝缘损坏, 失去绝缘效果, 放电也会导致变压器油分解产生气体等杂质使局部放电超标。所以对于铁心而言, 各部件可靠接地就尤为重要的。接地指的是将金属部件连接至地电位从而避免悬浮电位的产生。接地最为重要的一点为单点接地, 如果同一部件有两点接地, 那么这两条接地线与部件连同地形成一个环路, 环路中间如有磁通变化将产生环路从而导致铁心部件局部温度升高继而破坏绝缘与变压器油, 影响温升。由此可见电抗器铁心一点接地有着重要的意义。

电抗器铁心接地采用倒树枝状结构。即多个部件仅通过一点连接一起形成一组, 这一组在通过一个接地线或部件与其他各组连接一起, 最终由一条接地线通过接地套管引出至油箱外与接地铜排连接从而完成整个铁心的接地。

电抗器铁心按结构分大致可分为三相型式与单相型式。接地原理相同, 但三相铁心装配部件较多, 接地较复杂。重点说明三相铁心接地系统。

铁心部件由上至下、由左至右有如下部件:定位装置、上横梁、上辅梁、上压梁, 上梁、高压侧上夹件、中性点侧上夹件、铁轭、侧梁、高压侧下夹件、中性点侧下夹件、外侧穿心螺杆、外侧穿心螺杆紧固件、内侧穿心螺杆、内侧穿心螺杆紧固件、垫脚、短垫脚、下梁、中部M24或M20拉杆、旁轭拉杆、相间拉杆、拉杆紧固件。

定位装置由各几部分金属结构组成, 通过螺纹连接紧固, 各部分直接接触形成良好接地, 从而在接地系统中定位装置可认为一个整体金属部件, 定位装置放置于上梁之上, 上梁上表面有一圆范围内不涂漆且此圆比定位装置最下端垫圈直径大, 这样定位装置与上梁良好接触形成一体。定位装置中间有7根或9根拉杆, 此拉杆与定位装置通过螺纹把装良好接触, 则此拉杆与定位装置及上梁形成同电位。7根或9根拉杆下端与下梁通过螺纹把装。下梁有螺纹孔且在器身装配完成后此拉杆将于下梁焊死, 因此下梁、7根或9根拉杆、定位装置、上梁为同电位不需要其他接地线连接这几个部件间以避免多点接地。

上部梁除上梁外其余梁 (上横梁、上辅梁、上压梁) 接地方式均相同。上梁通过定位装置中心拉杆与下梁连接成同电位。各上梁在中心点侧上夹件接地, 通过上梁上的M12接地孔与中性点侧上夹件上焊装的接地座及接地引线与中性点侧上夹件连接成同电位, 且中间上梁与中性点侧、高压侧夹件均通过接地线连载, 此连接的目的为保证高压侧上夹件与中性点侧上夹件通过中间上梁连接成同电位。其余梁 (上横梁、上辅梁、上压梁) 也有M12接地孔通过接地线与中性点侧上夹件连接成同电位。上部所梁的紧固件均与相应的梁绝缘螺栓与垫圈、弹簧垫圈不绝缘, 垫圈下部有绝缘垫圈从而保证垫圈、弹簧垫圈与相应的上部梁绝缘。

下部垫脚接地方式相同, 均通过垫脚上的接地孔通过接地引线与中性点侧下夹件上接地座相连形成同电位。下梁除中间下梁外均与两侧夹件绝缘, 两侧下梁通过中心拉杆与定位装置相连从而与上梁相连继而与中性点侧上夹件相连, 两侧下梁通过中性点侧上夹件接地。中间下梁较特殊。中间下梁已通过定位装置、上梁与中性点侧、高压侧上夹件相连成同电位。在下部仍与高压侧下夹件中性点侧下夹件相连。如此做则高压侧上夹件、中性点侧上夹件通过上梁连接同电位, 上梁与下梁通过中心拉杆形成同电位, 下梁两侧接地从而使高压侧下夹件、中性点侧下夹件形成同电位。从而保证高压侧、中性点侧上下夹件连接成同电位。下夹件与上夹件在吊拌处有绝缘垫圈以保证上夹件与下夹件在吊拌处绝缘。

侧梁通过螺栓把装在高压侧夹件及中性点侧夹件。但在高压侧螺栓处有绝缘垫圈, 从而使侧梁与高压侧夹件绝缘, 与中性点侧夹件不绝缘形成同电位, 侧梁通过螺栓与中性点侧夹件连接。内侧与外侧穿心螺杆在高压侧有绝缘垫圈保证穿心螺杆与高压侧夹件绝缘, 中性点侧无绝缘垫圈, 从而使穿心螺杆与中性点侧夹件形成同电位。旁轭拉杆及相间拉杆连接上部夹件与下夹件, 但在上部夹件处有绝缘垫圈和绝缘套, 保证拉杆与上部夹件不绝缘, 拉杆与下部夹件不绝缘, 从而保证旁轭拉杆相间拉杆与下夹件连接成同电位。

铁轭中含有胶垫及油道, 使铁轭非完整的整体。所以在胶垫处及铁轭油道处使用铜带连接两侧, 使铁心形成同一电位。铁心通过接地片连接接地引线继而连接接地套管从而接地, 从而完成了电抗器铁心的一点接地系统。

结束语

总结来说, 电抗器铁心接地采用倒树枝状结构。即多个部件仅通过一点连接一起形成一组, 这一组在通过一个接地线或部件与其他各组连接一起, 最终由一条接地线通过接地套管引出至油箱外与接地铜排连接从而完成整个铁心的接地。铁心两侧下夹件通过中间下梁连接一起, 垫脚及其余下梁分别与中性点侧下夹件连接同电位, 旁轭拉杆、相间拉杆与中性点侧下夹件连接同电位。高压侧上夹件与中性点侧上夹件通过中间上梁连接形成同电位, 其余上部梁与中性点侧上夹件形成同电位。梁与垫脚紧固件均与夹件同电位。最终夹件上焊接地座通过接地引线引出接地。铁轭不与夹件相连, 与夹件分别接地。达到了一点接地要求, 最终由一条接地线通过接地套管引出并与接地铜排连接从而完成整个铁心的接地。

参考文献

[1]崔立君, 杜恩田译.变压器的理论与计算——[苏]C.B.瓦修京斯基著 (1983版) .

铁心接地 篇3

2006年9月广东韶关钢铁集团有限公司对某开关站1#主变(型号SF9-31500/35)进行预防性试验,发现该主变铁心对地绝缘电阻只有380Ω,同2005年度铁心对地绝缘电阻2000MΩ相比偏差极大。该变压器的其它试验项目如绕组的直流电阻、绕组对地绝缘、变压器油耐压等均正常,主变运行时绕组温升正常,只是铁心绝缘电阻偏低,需要对此情况进行原因分析及处理。

1 铁心绝缘电阻偏低的原因查找

1.1 铁心的正常接地

变压器在正常运行时,带电的绕组和油箱之间存在着电场,而铁心和夹件等金属构件处在该电场中。由于电容分布不均,场强各异,如铁心不可靠接地则将产生充放电现象,损坏固体绝缘和油质绝缘强度,因此铁心必须有一点可靠接地。铁心接地经由一只套管引至油箱外部接地,这样可在变压器运行中随时监视铁心状况,如果铁心中由于各种原因在某位置出现另一点接地时,则正常接地的导线上就会有环流,这就是常说的多点接地故障。

1.2 常见的铁心多点接地类型及原因

造成铁心多点接地类型主要有如下几种:安装工作的疏忽,完工后未将变压器油箱顶盖上运输用的定位钉翻转过来或去掉;铁心夹件支板距心柱太近,硅钢片翘起触及夹件支板;铁轭螺杆的衬套过长,与铁轭硅钢片相碰;铁心下夹件垫脚与铁轭间的纸板脱落,造成垫脚与硅钢片相碰;潜油泵轴承磨损,金属粉末进入油箱中堆积底部,在电磁引力下形成桥路使下铁轭与垫脚或箱底接通;油箱盖上的温度计座套过长,与上夹件或铁轭、诨旁柱边相碰;油箱中有金属异物,如焊条、钢丝等;下夹件与铁轭阶梯间的木垫块受潮或表面附有大量的油泥,使其绝缘电阻值为零。

上述故障的出现,有的属于制造原因,有的是运行维护不当,无论哪种原因其表现形式都是出现环流引起局部过热,严重者接地线烧断,继而又可能出现放电故障。

1.3 铁心接地故障的分析

从该台主变的各项试验结果来看,该台主变铁心绝缘电阻严重偏低,其它各项电气试验结果正常,油样工频耐压试验也正常。取油样进行了气相色谱分析,结果是总烃含量超标,总烃达到460.32×10-6(μL/L),其中甲烷98.03×10-6,乙烯332.44×10-6。气体中的甲烷及烯烃组分很高,而一氧化碳、二氧化碳、乙炔正常,从数据看判断为变压器内部裸金属局部过热,而变压器中的裸金属件主要是铁心。综合上述情况,该主变铁心绝缘电阻偏低的原因不完全是上述1.2提到的故障类型造成的,初步判断主要原因是变压器的铁心毛刺接地,可排除金属性多点接地的可能。由于油样工频耐压试验正常,也基本上可排除油中含水的可能。

2 铁心毛刺接地故障的处理

判断该主变铁心存在毛刺接地故障,需要采取措施进行消除。2006年由于生产任务重,主变不能较长时间停电进行抽芯检查,而且该主变故障不严重,因此经过相关部门的技术论证,决定先采取电容冲击法将毛刺烧断,如果处理效果不好再调节生产节奏进行抽芯检查。电容冲击法烧断毛刺的工作原理:对电容进行直流充电,再用带电电容对带毛刺的铁心进行放电冲击,通过较大的电流烧断毛刺,使铁心对地绝缘恢复正常。

2.1 接线回路

电容冲击法的接线如图1所示。

由于铁心对地电压不高,如果采用太高的电压去冲击毛刺可能会造成铁心永久性绝缘损伤,但如果电压太低又会因冲击电流过小起不到烧断毛刺的作用。因此需确定电容的充电电压,可根据欧姆定律和实际测得的铁心对地绝缘电阻来确定。选择1 0 A左右的电流来冲击毛刺,可计算出充电电压U=IR=10A×380Ω=3800V。利用调压器将交流电压经升压变T2逐步升高到3800V,再经整流桥将交流变为直流对2个耐压40kV、容量为2μF的电容进行充电。

2.2 电容冲击法的操作

解开变压器的铁心接地套管处的端子铜排,使铁心脱离与大地的连接。按图1方法接线后,试验人员戴着绝缘手套拿着绝缘棒将线路接至端子1对电容器进行充电5 m i n。充好电后再将接线离开端子1,改接至端子2上的铁心接地铜排上,在接触的瞬间立即听到响亮的“啪”的放电声,充满电的电容器通过铁心毛刺对变压器底座间隙放电。充放电结束后用2500V摇表测试铁心的对地绝缘电阻,从380Ω升高到了7000MΩ。为了彻底烧断铁心毛刺,试验人员又进行了多次电容冲击,电容放电声音絮明m�显越来越小直至无任何响声。最后测试铁心绝缘最终上升到了9 0 0 0 MΩ,效果显著。

2.3 恢复主变运行

电容冲击毛刺的瘊试m�验完成后,对该主变的变压器油进行了过滤。该主变投运后,各项参数都稳定正常。再次取油样进行气相色谱分析,结果是总烃含量正常,总烃下降到45.72×10-6,其中甲烷28.72×10-6,乙烯10.57×10-6,乙炔0。

该台变压器解决了铁心毛刺的问题之后,一直持续运行至今,每年均做预防性试验并取油样做气相色谱分析,结果均正常,彻底解决了问题。

2.4 电容冲击法的建议

采用电容冲击法来消除铁心毛刺,需要充分考虑电容的容量、电容器的充电时间、充电电压的大小等。如果用电容器电压对铁心毛刺冲击的方法还不能消除铁心毛刺,需要对变压器进行抽芯彻底检查,以保障变压器的安全稳定运行。

3 铁心毛刺接地故障的原因分析

本案例中铁心绝缘电阻偏低是铁心存在毛刺接地造成的,这可能是厂家在生产变压器时铁心毛刺没有处理干净引起的。在变压器运行中,铁心毛刺在内部振动和磁场的共同作用下,长期吸附流动中的变压器油中存在的金属微粒,逐渐向变压器底座生长,使毛刺与底座的间隙减小,造成悬浮电位连接不良而悬浮放电,接地故障点时隐时现,造成铁心对地绝缘电阻逐渐下降、变压器油总烃含量超标。

4 结语

发生铁心毛刺接地故障造成铁心对地绝缘电阻下降时,可以优先考虑使用上述方法对变压器进行处理。运用电容电压冲击变压器铁心毛刺的处理方法既简便又快捷,可以避免吊盖抽芯的步骤,可以节省大量的人力、物力、财力,达到事半功倍的效果。

参考文献

铁心接地 篇4

我厂有一批牵引变压器, 需发货至福建, 采用公路运输的方式抵达现场。众所周知, 铁路牵引变电站, 大多建设在远离市区的野外。在变电站没有建成之前, 基本上没有现成的公路可走, 其运输道路条件极其复杂。往往在出厂时各项实验都符合要求的合格产品, 经长途运输颠簸到现场, 难免会有个别产品出现故障。为了能够保证变压器各项性能指标正常, 检验内部结构是否完好, 我方技术人员在产品到达现场后不吊罩的情况下, 做了几项检测实验。其中一项就是铁心绝缘电阻的实验。首先打开变压器油箱上的铁心接地片, 采用5000V的兆欧表进行摇测后发现, 表盘读数稳定的接近在0欧姆的刻度上, 复测后读数还是0欧姆。从多次测量的数值判断来看, 铁心电压稳定, 未有太大的变动, 说明铁心多点接地是稳定的。因此判断变压器有铁心接地的现象, 最后决定在现场进行内部检查。抽完变压器油后, 技术人员通过人孔进入到变压器油箱内部, 经过细致的检查后发现, 变压器低压侧下铁轭的最小级铁心叠片出现松动并发生位移。叠片的横向移动, 导致铁心片的尖角有部分翘起, 直接顶在了下夹件腹板上, 其中有一片已经接近侧梁处, 从而导致多点接地。高压侧的铁心叠片排列情况比低压侧要好, 基本没有松动, 但是在以后的运行中, 也存在安全隐患。

1 铁心接地的危害

变压器在正常运行时, 铁心只允许一点接地。为了让铁心的电位保持和大地的电位一样, 通常在铁心的上铁轭处, 插入材质为紫铜的接地片, 通过接地套管引出。为了方便实验, 往往用铜排引下至方便操作的位置。

变压器在正常运行时, 铁心只允许一点接地。在电磁感应的作用下, 绕组之间, 绕组与铁心之间, 铁心与油箱外壳之间都存在着寄生电容, 带电绕组将通过寄生电容的耦合作用, 使铁心对地产生悬浮点位。由于铁心及其他金属部件与绕组的距离不相等, 使各部件之间存在着电位差, 当其击穿部件之间的绝缘时, 便产生了电火花。为了消除这种隐患, 把铁心与外壳可靠地连接起来, 使它与外壳等电位。

铁心接点故障的危害, 归纳一下, 主要有以下几个方面:

1) 在铁心中产生涡流, 使铁心损耗增加增加。

2) 铁心接地的处数较多时, 且较长时间未处理, 变压器连续运行将导致变压器油及绕组温度过高, 加快变压器油和绝缘材料的老化速度。这样会引起铁心叠片绝缘层的老化而脱落, 势必会引起铁心温升更高, 严重时将会出现绝缘烧毁的严重后果。

3) 铁心多点接地后, 局部过热, 使变压器油不断分解而产生气体, 导致气体继电器发出报警信号或跳闸。

4) 多点接地会引起放电现象。

2 铁心接地的原因

变压器铁心单点或者多点接地是一种常见的故障, 归纳起来主要有一下几点引起的。

1) 穿心螺栓的螺孔如果开偏, 穿螺栓时铁心硅钢片受外力作用, 靠外边的硅钢片会向外膨胀, 并进入套座内与套管相接, 造成铁心多点接地。

2) 夹件槽钢套座孔开得过大或者套座不合格, 组装套座后歪斜, 进入夹件槽钢孔内, 与铁心凸起的边片相接, 引起铁心多点接地。

3) 变压器铁心在叠装和运转过程中, 因起吊绳子或者其他原因, 使得铁心叠片的边角翘起, 而碰到夹件腹板或者肢板等造成多点接地。

4) 上夹件槽钢与变压器油箱顶盖加强铁相碰, 引起夹件绝缘受损, 也会引起铁心多点接地故障。

5) 在变压器油箱喷砂打磨时, 未将拐角或者死角处的铁砂等清理干净, 在注油过程中, 会将铁砂吹起落到铁心与绝缘件之间造成多点接地。

6) 铁心下夹件与夹件绝缘之间, 假如夹件绝缘上受潮或者有较厚的油污等, 使得电阻值接近零时, 也会造成多点接地。

以上几点是造成铁心多点接地的主要原因。另外, 因变压器内部的某些零件脱落, 小间隙进入焊渣或小铜线头等, 也会够造成多点接地。当发生铁心多点接地后, 主控室会有报警信号发出, 工作人员应当采集瓦斯气体以及油样进行全面检查。假如轻瓦斯继电器连续动作, 应将瓦斯气体和绝缘油样送到化验室进行色谱分析, 并测量铁心接地电流。如经分析和测量的确属于铁心多点接地故障, 推荐采取以下措施。

1) 假如故障是金属杂质停留在间隙内引起的, 此时应降低变压器负荷, 严重时应当停止运行变压器。当变压器退出运行后, 绝缘油还处于热状态时, 采取突然启动强油装置的办法, 在变压器无励磁的情况下, 用循环油去冲散因磁性作用而汇集在一起的导磁杂质, 使得导磁杂质在重力的作用下沉落到变压器底部。

2) 利用变压器铁心接地小套管, 在小套管上串接电阻和电流表或加装电流继电器和警示装置, 以限制接地电流和监视接地电流的增减趋势。

3 铁心接地故障的处理办法

针对上述事故, 我们想出了一套关于铁心防松动的装置, 在产品出厂之前, 器身套装时就予以加装。通过不断的结构调整和实际应用, 木垫块的安装位置及外形如图1所示, 下面做一个简单的介绍。

木垫块靠夹件腹板的一侧, 分两个台阶, 其中台阶1距夹件腹板的距离大致为20mm左右, 和拉板绝缘基本平齐。台阶2距侧梁板的距离为10mm左右。在夹件和侧梁装配好后, 台阶1和台阶2分别受到夹件和顶紧螺杆的力N2作用, 同时受到侧梁N1的作用, 使木垫块紧紧的把铁心从横纵两个方向上抗紧。而在侧梁调节纸板的加工上, 我们采用加长一边的结构, 使调节纸板的一边, 直接延伸到拉板的位置。这样, 即便有叠片蹿出, 或者有尖角翘起的情况, 也不会引起接地的情况。在木垫块的加工上, 需做切角处理, 防止木垫块和铁心叠片尖角接缝处发生干涉。侧梁处, 在距侧梁腹板下面提高100mm的地方, 焊接一个50*50的直角等边三角铁, 用于托起木垫块。在侧梁绝缘的设计上, 我们选用和常规不一样的方案。原来侧梁绝缘是在绝缘板上开四个和侧梁配合使用的通孔, 在铁芯立起时装配完毕。现在我们将绝缘的开孔变为2个, 即只开下面的2个孔, 中间再配开一个豁槽, 这样就可以紧紧的卡在焊接在侧梁上50*50的直角等边三角铁上, 而不至于脱落。

4 小结

此种变压器铁芯防松装置加工简单, 安装方便, 能够有效的防止铁心叠片在受到加速度的情况下, 前后窜动的现象。杜绝了因最小级叠片因位移而导致铁心接地事故的发生。在防止铁心接地的同时, 大大的提高了铁心夹紧的程度, 使铁心叠片受力更均匀, 现已批量用在牵引变压器的铁心装配中。木垫块的放置位置, 能够非常有效的阻止叠片在夹件长度方向上来回窜动, 而引起铁心接地的不良后果。经过我公司几年的变压器铁心接地电流监测和预试, 均无异常情况出现, 足以说明这种处理方法取得了预期效果, 值得推广。

参考文献

[1]龙惊生.变压器检修 (高级工) [M].北京:中国电力出版社, 2009.

[2]仇明.电力变压器铁心接地故障的分析及处理[J].变压器, 2011, 48 (05) :72-74.

[3]魏春华.变压器铁心制造工艺[M].北京:机械工业出版社, 2003.

[4]曹耀武, 朱英浩.变压器结构和工艺[M].沈阳变压器厂, 1987.