变压器过热故障分析与处理

道仁高毕

摘要：近年来，我国经济发展迅速，人们的物质生活水平越来越高，电器的使用率也大幅增加。因此，人民群众对供电质量及安全的要求更加严格。变压器过热故障是一种非常常见的变压器故障类型，直接威胁着变压器的运行效率和运行安全，从而对整个电网造成严重危害。因此，诊断并预防变压器过热故障变得非常有必要。

关键词：变压器；过热故障；原因；诊断；对策

前言

变压器是作为一类重要的电力设备，他的运行直接关系着电网的安全，如何保证变压器处于良好运行状态在电力生产中至关重要。铁芯多点接地是一种常见性的变压器故障，直接关系的变压器的运行安全，因此，及时排除此类接地故障对于保证用户的安全生产具有重要意义。

一、变压器过热故障描述

变压器过热故障是指变压器工作异常而出现过热现象，并导致变压器工作故障，无法正常、安全运行。常见的变压器过热故障主要有铁芯、绕组、引线和分接开关的过热故障。变压器发生过热故障的情况下，其外壳发热严重，绝缘物质也会因此而受到影响，从而导致绝缘性能和耐用性能降低，就使得变压器很容易受到损害。据国际电工委员会提出的“变压器运行6℃法则”所述，变压器运行温度在80℃—140℃之间时，一旦升高6℃，那么其绝缘材料的使用寿命损耗速度就会变为原来的两倍。在变压器中有局部温度升高到140℃的情况下，会出现大量气泡，对变压器造成严重的破坏。

二、变压器过热故障原因分析

1、铁芯过热故障原因分析变压器运行时会在各绕组、引线和油箱之间产生不均匀的电场，而处在该电场中的铁芯、夹件等金属构件因其所处位置的不同，所形成的悬浮电位会不相等，当两点问的悬浮电位差增大到击穿其间的绝缘时，便会产生火花放电，使变压器油分解，该故障如得不到及时解决，最终就会使变压器绝缘损坏，引发事故。为了避免类似事故的发生，会对变压器的铁芯、夹件等构件实施可靠接地。当铁芯一点接地时，能保证铁芯整体均为零电位，但由于特定的原因使铁芯两点或多点接地时，在接地点之间就会构成闭合回路，并与铁芯的交变磁通相交链而产生感应电压，该电压会在其他为零电位的构件形成的回路中产生电流或环流，从而导致局部过热，导致油分解，给变压器造成危害。导致铁芯多点接地的原因主要有：（1）铁芯夹件绝缘、垫脚绝缘等受潮、损坏或油箱底部沉积有污泥，使绝缘电阻下降，引起铁芯与相邻构件短路，从而形成环流引起变压器局部过热；（2）铁芯垫片上不规整或不整齐的毛刺、翘曲与相邻夹件、垫脚搭接构成短路，而形成环流导致局部过热；（3）铁芯和构件存在的质量问题使铁芯接缝气隙太大，在铁芯结合部产生磁通或谐波磁通而引起局部磁通畸变和铁芯局部过饱和，从而导致铁芯局部过热。

2、绕组过热故障原因分析绕组过热故障原因有：（1）对于带有统包绝缘的换位导线绕制的变压器，由其绕组制造工艺不成熟，在长期运行中会逐渐出现统包绝缘膨胀、段间油道堵塞和油流不畅等问题，这会使匝绝缘得不到及时冷却逐渐老化，最终变脆脱落，造成局部漏铜，形成匝间短路，导致变压器烧损事故。（2）由于变压器绕组的主磁通和漏磁通沿着绕组的径向方向上的风量变化复杂，而引起涡流损耗分布不均匀，并在绕组端部达到最大，在大容量变压器中，由于漏磁密度高，形成的杂散损耗很大，从而导致过热。（3）由于绕组的换位不合理，导致漏磁场在绕组各并联导体上的感应电势不问，在各并联导体上产生环流，环流和工作电流在一部分导体中叠加而引起过热。

3、分接开关过热故障原因分析对于调压比较频繁、负荷电流较大的调压变压器而言，在其进行频繁调压时，触头极容易磨损或腐蚀而使其接触性能降低，接触电阻变大，导致触头热量积聚而发热，而发热又反过来加剧了触头的氧化和腐蚀，如此恶性循环，最终必然会导致变压器损坏事故。

三、变压器铁芯多点接地故障处理

1、变压器铁芯接地类型。变压器铁芯接地故障分为不稳定接地故障和稳定接地故障两种。（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的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在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。

2、变压器多点接地故障处理。先确定变压器铁芯接地故障是不稳定接地故障还是稳定接地故障，其方法有：（1）放电电压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。它采用高压电气试验用升压变压器进行，试验前注意换算好二次电压，由于铁芯对地绝缘垫片很薄，故二次电压不能高于2.5kV。（2）电容放电冲击法通常情况，电容经过1分钟充电过程后，快速对变压器故障点放电，此时会听到啪啪的响声。然后用2500V兆欧表测试铁芯对地的绝缘电阻，如果故障依然存在，可反复操作几次，某些多点接地故障即可排除。（3）大电流冲击法电焊机工作电压20～40V，电流60～600A。使用时，先把焊机电流摇到输出电流的最小值，用焊把瞬间触碰垫脚，此时铁芯片与垫脚会通过多点接地的故障点而构成回路，而铁芯故障接地点的电阻相对较大，逐渐升高焊机输出电流，故障点温度升高得很快，附着在故障点的绝缘油将分解而冒烟，从而可观察到故障点部位。排除故障后再用摇表测量铁芯接地处理效果。根据检测及分析结果，我们决定采用电容放电冲击法确定铁芯接地故障类型。经三次电容放电冲击，变压器仍然存在多点接地故障。由此，我们判断变压器为稳定接地故障，决定进行吊罩处理。

3、吊罩处理。检查铁芯绝缘纸板固定牢固，铁芯纵向散热油道无油泥、金属杂物堵塞，铁芯接地片绝缘包扎完好，外观检查各间隙、槽部重点部位无金属夹杂物。之后，测试下夹件对铁芯绝缘电阻良好，测试上夹件穿芯螺栓对铁芯绝缘电阻，发现夹件对铁芯绝缘电阻为0MΩ。发现上夹件碰及铁芯后，现场处理人员仔细检查铁芯夹件，发现上夹件中间部位与铁芯间隙太小，已经碰及铁芯。处理该处接地点后，测试铁芯绝缘电阻为10000MΩ，不再存在接地点。另外，在吊罩处理变压器铁芯多点接地的过程中，还发现了变压器110kVC相套管引线焊接处因锡焊焊接不良已经有一部分过热断裂，之后将此接头改为铜磷焊。

结束语

变压器铁芯多点接地故障在运行中时有发生，威胁着变压器的安全运行和电网的稳定，必须引起高度重视。遵照相关规程规定开展变压器油色谱检测分析及电气预防性试验工作、坚持日常运行检测工作（如定期检测变压器铁芯接地电流），超前预防，做好早期故障诊断工作；在出现变压器铁芯多点接地故障时，应针对具体故障特征及时、准确地进行综合分析判断，视具体情况制定最佳处理方案。在确保变压器安全的情况下，对于不稳定接地故障，可采用不吊罩检修的电容冲击法加以排除，尽量将故障损失控制在最低限度。但也不可盲目进行放电冲击或电焊烧除，以免造成绝缘损坏，扩大故障。此外，对如前述变压器套管引线接头出现焊接质量问题，有条件的单位可采用热成像仪定期检测变压器外部套管接头等部位运行温度，并定期分析运行参数，及时发现设备缺陷，确保变压器正常运行。

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