变压器铁芯常见故障分析判断与处理

变压器铁芯常见故障分析判断与处理

杨新刚

特变电工新疆变压器厂 新疆昌吉 831100

摘要：伴随当前电力系统容量的逐步增加，主变压器的运行安全会直接影响到供电的可靠性，通过统计资料分析发现当前变压器铁芯故障在电力变压器故障当中占到了1/3，因此加强变压器铁芯故障的控制，对变压器的生产、安装、运行、管理、维护具有很大的意义。本文重点分析研究变压器铁芯常见故障，并且阐述相应的处理措施，以供参考。

关键词： 电力变压器； 铁芯； 处理

1 加强变压器铁芯检测的重要意义

在整个电力系统当中，变压器主要用于进行能量的转换和传输，是电网当中最为核心的部件，变压器的绕组和铁芯能够有效地对能量进行交换和传递，确保变压器的稳定运行，可以有效地提升电网的安全性和稳定性。变压器当中，约有1/3的故障是由于铁芯问题而造成的，因此各生产厂家、制造厂家都非常重视处理变压器的铁芯缺陷。加强变压器的接地监测，重视工艺的优化是解决变压器铁芯故障问题的重要基础。

2 变压器铁芯常见故障分析判断与处理

2.1 不正常鸣叫声的判断和处理

变压器在运行过程中往往会产生一些异常现象，主要是由于铁芯长期使用过程中没有及时进行检修维护，紧固度不够所造成的。一般情况下，拧紧穿芯螺杆的螺母就可以将干扰问题消除。变压器在运行时，鸣叫声会发出嘤嘤的杂声，在通过拧紧穿芯螺杆也无法有效将该问题消除。通常是铁芯叠边边缘的硅钢片因为没有压紧而出现震荡或者整个硅钢片端角位置都出现震荡。将该问题解决的方式是使用薄纸板塞进边缘的硅钢片，让整个系统更为稳定，减少震动。

在变压器投入使用或者负载突变时出现叮当的声响，这个问题主要在于内部某些部件没有紧固出现松动而导致的。在处理过程中可以检查铁芯的各连接件，并且依次进行紧固。

在检修铁芯后，如果还出现异常的声响，可能由以下原因造成。在装配铁芯时，如果出现了少片或者多片等情况，，芯柱片没有有效地与轭片连接，可能会导致某些区域无法形成闭合磁路，导致硅钢片在电磁力的作用下逐步出现振动或者某些结合处的硅钢片出现震动，出现震动、声响，将该问题处理的方式是加垫层板，这样可以有效将这些声音去除。

在铁芯装配过程中，部分硅钢片出现了边缘损伤或者出现了卷边的情况，也会造成一些空隙出现，发出异常声响。在处理时，主要通过垫层板塞进空隙处，以便使整个系统的空隙减少，以达到减少震荡、控制噪音的目的。

在铁芯装配的过程中可能会出现一些厚度不均的硅钢片，这时可能会导致部分区域出现较小的空间，相比于其他情况，振幅相对较小，但是也会出现噪音。这时就不能依照上述办法处理，需要逐步拆开铁芯，使用厚度均匀的硅钢片进行装配。如果产生的震荡不大，噪音较小，则说明不同厚度硅钢片的数量相对较少，可以采取使用紧固件紧固的方式，不必拆开重装。

铁芯位置如果出现弯曲的硅钢片，也可能会造成部分区域出现空隙。这时发出的噪音并不稳定，是忽高忽低的鸣叫声。在此过程中，使用上述的压紧、垫层板等方式都无法解决问题，只能将铁芯拆开，并且将这些弯曲的硅钢片换掉。

2.2 穿心螺杆绝缘的损坏和处理

在变压器生产制造过程中，夹紧铁芯的穿心螺杆和铁芯硅钢片也需要做好绝缘工作，在穿心螺杆上使用较为稳定可靠的绝缘管，并且需要注意对超高压变压器的穿心螺栓易断，需要做好监理工作，避免穿心螺栓出现故障。一般情况下，如果发现穿芯螺杆绝缘损坏，就可能会导致铁芯出现多点接地情况，在此过程中穿心螺杆会产生一定的短路电流，可能会对周边的管路产生损坏，最终造成严重的损失。

穿芯螺杆和铁芯如果出现发热等现象，还有可能会影响到油箱，导致油箱当中的油快速分解，生成一些可燃性的烃类气体。这些气体一旦遭遇火星，可能有可能会爆燃，如果在油色谱分析过程中出现异常，需要及时进行控制和处理。

穿心螺杆和钢夹件间的铁芯相连时，一般不会影响变压器的直接运行，然而，为了防止穿心螺杆发生两点接地，需要及时更换穿心螺杆的绝缘系统[1]。

在检测过程中还会出现另一种情况，就是穿心螺杆和钢夹件间绝缘电阻较小或者产生似连非连的状态，如果，转动穿心螺杆，这种电阻低或者联通的状态可能会快速消失。在这种情况下需要重视，及时查明该问题出现的原因，并且进行针对性的处理。

如果运行过程中绝缘电阻表检测发现绝缘电阻值和上一次大修时的指示值出现较大变化，电阻值下降1/2以上时需要及时对原因进行分析。如果条件允许，可以及时更换穿芯螺杆绝缘。

2.3 铁芯多点接地的缺陷、故障与判断及排除

常见多点接地绝缘和缺陷如下所述。首先铁轭螺杆的衬套比较长，在实际应用过程中可能会和硅钢片之间碰撞。其次，铁芯夹件支板在施工过程中和铁芯的距离相对较近，在硅钢片翘起的条件下可能会与支板墙接触。第三铁芯下铁轭位置的垫脚或垫块，因为表面有油泥或者出现绝缘受潮等情况，会导致绝缘性大幅度下降。第四，螺杆和铁轭出现绝缘管损坏等情况，导致螺杆和硅钢片直接相碰。在变压器运行过程中，出现震动可能会导致拉带夹紧的铁轭出现松脱。此时铁轭片会出现移位，可能造成其与其他金属部件出现碰撞。因为油的流动，会将部分油中的杂质和金属末堆积到一处，可能会产生多点接地等情况。在油箱底部如果出现金属异物，也是导致铁芯多点接地的一个重要原因。

通过气相色谱法进一步分析油中的含气量，如果气体当中的烷、烃组分很高，而一氧化碳、二氧化碳较为正常，可以认为是该系统当中的金属过热。通过变压器铁芯外引线接地套管对地线是否有电流出现进行测量。正常条件下，运行过程中变压器，电力线无电流或者电流通常处于1A以下。如果产生多点接地等情况，地线当中的电流甚至可以达到10A以上，会显著增大。第三通过直流法来对铁芯多点接地的情况进行判断，将夹件的连接片与铁芯打开，在铁轭两侧硅钢片位置加一定的直流电压，使用直流电压表对各级硅钢片的电压进行测量。如果某一极间的电压出现表针反转指示或者归零的情况，则可以认为该处为接地点[2]。

如果在测量中发现是由于铁芯螺杆绝缘管损坏而造成多点接地的问题，需要及时对绝缘管进行更换和处理，如果发现是纸板与铁芯相碰，则需要将其排除，通过绝缘纸板将其隔开。

因为变压器底部水分较大而造成电板或者绝缘板受潮，需要及时将水分去除，进行干燥处理，使其恢复绝缘状态。如果出现杂质、表面太脏、金属末堆积也有可能造成接地，可以使用压力油对其进行冲洗或者通过高压气流吹开杂质，也可以稍微抬起器身，冲洗垫脚处[3]。

在运行过程中如果发现多点接地的情况，而且无法快速地进行停电检测。在接地线引出油箱外部，接地时出现较大的故障，电流可以临时将接地线串限流电阻打开，控制电流在1A以下。其次通过色谱分析对故障点进行监测，通过测量找到确切地点，如果无法有效处理，可以将铁芯的正常接地片转移至故障点周边，并且控制环流。以上都是应急处理的措施，后续需要在停电检修后，进行进一步的控制[4]。

结束语

伴随电力行业的快速发展，电力变压器的故障分析和判断逐步成为电力系统安装、控制、管理的重点，因此需要重视加强变压器铁芯常见故障的分析和判断，为后续电力生产打下坚实的基础。

参考文献

[1] 胡瑞. 变压器铁芯多点接地故障判断及处理方法[J]. 矿业装备, 2018, 000(004):90-91.

[2] 苏向东. 电力变压器铁芯接地常见故障判断及处理措施[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2011(34).

[3] 咸日常. 大型变压器铁心接地故障的综合判断与现场处理[J]. 变压器, 2002, 39(002):39-42.

[4] 韩爱芝,曾定文. 变压器铁芯多点接地故障的判断与处理[J]. 高电压技术(4期)2019:68-69.