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1、变压器是利用电磁感应的原理来转变沟通电压的装 置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心(磁芯)。在 电器设备和无线电路中,常用作升降电压、匹配阻抗。安全隔离等。小容量变压器的接地。通常小容量变压器的上夹件与小夹件之间不是绝缘的, 而是金属拉螺杆或拉板连接。铁芯接地是在上铁轭的 23 级处插一片镀锡铜片,铜片的另一端则用螺栓固定在上夹件上,再由上夹件通过吊螺杆与接地的箱盖相连接或经地脚螺栓接地。中型变压器的接地。当上下夹件之间相互绝缘时,必需在上下铁轭的对称位置上分别插入镀锡铜片,并且上铁轭的接地片与上夹件相连接,下铁轭的接地片与下夹件相连接。这样上夹件经上铁轭接地片接到铁芯,再由铁芯经下铁轭接地
2、片接至下夹片接地。大型变压器的接地。由于大型变压器每匝电压都很高,当发生两点接地时,接地回路感应的电压也就相当高,形成的电流会很大,将引起较严峻的后果。为了对运行中的大容量变压器发生多点接地故障进展监视,检查铁芯是否存在多点接地,接地回路是否有电流通过,须将铁芯先经过绝缘小套管后再进展接地。这样可以断开接地小套管,测量铁芯是否还有接地点存在或将表计串入接地回路中。全斜接缝构造变压器铁芯的接地。在全斜接缝构造的铁芯中,油道不用圆钢隔开,而是用非金属材料隔开(如承受环氧玻璃布板条隔开),以构成纵向散热油道。承受非金属材料隔开可以减小铁芯的损耗,但油道之间的硅钢片是相互绝缘的。对于这种构造的变压器在
3、接地时,首先要用接地片将各相邻的经油道相互绝缘的硅钢片之间连接起来,然后再选一点与上夹件连通,最终将上夹件用导线通过接地小套管引出到外面接地。运行中变压器的铁芯及其他附件都处于绕组四周的电场内,如不接地,铁芯及其他附件必定感应肯定的电压,在外加电压的作用下,当感应电压超过对地放电电压时,就会产生放电现象。为了避开变压器的内部放电,所以要将铁芯接地。变压器的铁心多点接地,接地点之间形成电流回路,会造成铁心局部过热、气体继电器频繁动作。严峻时会造成铁心局部烧损铁心是变压器中主要的磁路局部。通常由含硅量较高,外表涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。铁芯与绕在其上的线圈组成完整的电磁感应系统。电源变
4、压器传输功率的大小,取决于铁芯的材料和横截面积。变压器铁芯的分类介绍1. 高频类:铁粉芯 Ferrite coreFerrite core 用于高频变压器它是一种带有尖晶石结晶状构造的陶磁体,此种尖晶石为氧化铁和其它二价的金属化合物.如 kFe2O4(k 代表其它金属),目前常使用的金属有锰(Mn)、锌(Zn)、镍(Ni)、镁(Ng)、铜(Cu).其常用组合如锰锌(Mn Zn)系列、镍锌(Ni Zn)系列及镁锌(Mg Zn)系列.此种材具有高导磁率和阻抗性的物性,其使用频率范围由 1kHz 到超过 200kHz.2. 低频类:硅钢片(LAMINATION)硅钢片用于低频变压器,其种类很多,按其
5、制作工艺不同可分为 A:锻烧(黑片)、N:无锻烧(白片)两种.按其外形不同可分为:EI 型、UI 型、C 型、口型.口型硅钢片常在功率较大的变压器中使用,它绝缘性能好,易于散热,同时磁路短,主要用于功率大于 5001000W 和大功率变压器.由两个 C 型硅钢片组成一套硅钢片称为 CD 型硅钢片,用 CD 型硅钢片制作的电源变压器在截面积一样的条件下, 窗口愈越高,变压器功率越大.于铁芯两侧可以分别安装线圈,因此变压器的线圈匝数可安排在两个线包上,从而使每个线包的平均匝长较短,线圈的铜耗减小.另外假设把要求对称的两个线圈分别绕在两个线包上,可以到达完全对称的效果.由四个 C 型硅钢片组成一套硅
6、钢片称为 ED 型硅钢片.ED 型硅钢片制成的变压器外形呈扁宽形,在功率一样的条件下 ED 型变压器比 CD 型变压器矮些,宽度大些, 另外由于线圈安装在硅钢片中间,有外磁路,因此漏磁小,对整体干扰小.但是它全部线圈都绕在一个线包上,线包较厚,故平均匝长较长,铜耗较大.C 型铁芯性能优异所制作之变压器体积小、重量轻、效率高,装配的角度来看,C 型硅钢片零件很少,通用性强,因此生产效率高,但是 C 型硅钢片加工工序较多, 作较简单,需用专用设备制造,因而目前本钱还较高.E 型硅钢片又称壳型或日型硅钢片,它的主要优点是初、次级线圈共同一个线架,有较高的窗口占空系数(占空系数 Km:铜线净截面积和窗
7、口面积比);硅钢片对绕组形成保护外壳,使绕组不易受到机械伤损伤;同时硅钢片散热面积较大,变压器磁场发散较少.但是它的初次级漏感较大,外来磁场干扰也较大,此外,由于绕组平均周长较长,在同样圈数和铁芯截面积条件下,EI 型铁芯的变压器所用的铜线较多.硅钢片的厚度常用的有 0.35mm、0.5mm 两种.硅钢片的组装方式有交叠法和对叠法两种.交叠法是将硅钢片的开口一对一交替地分布在两边,这种叠法比较麻烦,但硅钢片间隙小,磁阻小,有利于增大磁通,因此电源变压器都承受这种方法.对叠法常用于通有直流电流的场合,为避开直流电流引起饱和,硅钢片之间需要留有空隙,因此对叠法将 E 片与 I 片各放一边,两者之间
8、的空隙可用纸片来调整.3. COIL 类:分三种类型.A.TOROID 环形铁芯:将 O 型叠片而成,或由硅钢片卷绕而成.此种铁芯对绕线来说格外不易.B.ROD CORE 棒状铁芯. C.DRUM CORE:鼓形铁芯.变压器铁芯的接地要点(1) 单独设置一条铁轭夹件接地引出线。由于假设发生铁芯遇到上夹件造成多点接地故障,接地电流只是在铁芯夹件内部流淌,铁芯接地引出线中没有电流流过,会导致工作人员误认为铁芯没有发生故障;设置后,不管铁芯遇到夹件何位置都会通过两条接地外引线构成回路,这样在外部也就可以正确检测出接地电流。(2) 铁芯接地片放置在铁轭横截面中间位置。这样放置,不管铁轭拉带绝缘螺栓在何
9、位置以及故障接地点在何位置,回路的最大感应电压只有匝电压的 1/4,这时的最大接地电流也只有几个安培左右,较铁芯接地片放置在其它位置时要小很多。(3) 假设确实由于现场安装不便等问题需要将铁芯接地片放置在其它位置,也应将铁轭拉带的绝缘螺栓与接地片对角放置,这样可以防止大电流产生。变压器铁芯的故障与排解变压器的绕组和铁芯是传递、变换电磁能量的主要部件。保证它们的可*运行是人们所关注的问题。统计资料说明因铁芯问题造成故障,占变压器总事故中的第三位。制造部门对变压器铁芯缺陷已引起重视,并在铁芯可*接地、铁芯接地监视, 以及保证一点接地方面都进展了技术改进。运行部门也把检测和觉察铁芯故障提到相当高度。
10、然而,变压器铁芯故障仍屡有发生,其缘由主要是由于铁芯多点接地和铁芯接地不良造成。现对两种故障状况的推断及处理方法作一介绍。1 铁芯正常时需要一点接地的缘由变压器正常运行时,带电的绕组与油箱之间存在电场,而铁芯和其他金属构件处于该电场中。由于电容分布不均,场强各异,假设铁芯不行*接地,则将产生充放电现象,破坏固体绝缘和油的绝缘强度,所以铁芯必需有一点可*接地。铁芯由硅钢片组成,为减小涡流,片间有肯定的绝缘电阻(一般仅几欧姆至几十欧姆),由于片间电容极大,在交变电场中可视为通路,因而铁芯中只需一点接地即可将整叠的铁芯叠片电位箝制在地电位。当铁芯或其金属构件如有两点或两点以上(多点)接地时,则接地点
11、间就会造成闭合回路,它键链局部磁通,感生电动势,并形成环路,产生局部过热,甚至烧毁铁 芯。变压器铁芯只有一点接地,才是可*的正常接地。即铁芯必需接地,且必需是一点接地。铁芯故障主要由两个方面缘由引起,一是施工工艺不良造成短路,二是由于附件和外界因素引起多点接地。2 铁芯多点接地类型(1) 安装变压器竣工后,未将油箱顶盖上运输的定位销翻转过来或去除掉,构成多点接地。(2) 由于铁芯夹件肢板距芯柱太近、铁芯叠片因某种缘由翘起后,触及到夹件肢板,形成多点接地。(3) 铁轭螺杆的衬套过长,与铁轭叠片相碰,构成了的接地点。(4) 铁芯下夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损,使垫脚铁轭处叠片相碰造成接地。
12、(5) 具有潜油泵装置的大中型变压器,由于潜油泵轴承磨损,金属粉末进入油箱中,淤积油箱底部,在电磁力作用下形成桥路,将下铁轭与垫脚或箱底接通,形成多点接地。(6) 油浸变压器油箱盖上的温度计座套过长,与上夹件或铁轭、旁柱边沿相碰, 构成的接地点。(7) 油浸变压器油箱中落入了金属异物,这类金属异物使铁芯叠片和箱体构通, 形成接地。(8) 下夹件与铁轭阶梯间的木垫块受潮或外表不清洁,附有较多的油泥,使其绝缘电阻值降为零时,构成了多点接地。3 多点接地时消灭的特别现象(1) 在铁芯中产生涡流,铁损增加,铁芯局部过热。(2) 多点接地严峻时,又较长时间未处理,变压器连续运行将导致油及绕组也过热,使油
13、纸绝缘渐渐老化。会引起铁芯叠片两片绝缘层老化而脱落,将引起更大的铁芯过热,铁芯将烧毁。(3) 较长时间多点接地,使油浸变压器油劣化而产生可燃性气体,使气体继电器动作。(4) 因铁芯过热使器身中木质垫块及夹件碳化。(5) 严峻的多点接地会使接地线烧断,使变压器失去了正常的一点接地,后果不堪设想。(6) 多点接地也会引起放电现象。4 多点接地故障的检测铁芯多点接地故障推断方法通常从两方面检测:(1) 进展气相色谱分析。色谱分析中如气体中的甲烷及烯烃组分含量较高,而一氧化碳和二氧化碳气体含量和已往相比变化不大,或含量正常,则说明铁芯过热, 铁芯过热可能是由于多点接地所致。色谱分析中当消灭乙炔气体时,
14、说明铁芯已消灭间歇性多点接地。(2) 测量接地线有无电流。可在变压器铁芯外引接地套管的接地引线上,用钳形表测量引线上是否有电流。变压器铁芯正常接地时,因无电流回路形成。接地线上电流很小,为毫安级(一般小于 0.3A)。当存在多点接地时,铁芯主磁通四周相当于有短路匝存在,匝内流过环流,其值打算于故障点与正常接地点的相对位置,即短路匝中包围磁通的多少。一般可达几十安培。利用测量接地引线中有无电流,很准确地推断出铁芯有无多点接地故障。5 多点接地故障的排解(1) 变压器不能停运时的临时排解方法:有外引接地线,假设故障电流较大时,可临时翻开地线运行。但必需加强监视,以防故障点消逝后使铁芯消灭悬浮电位。
15、假设多点接地故障属于不稳定型,可在工作接地线中串入一个滑线电阻,使电流限制在 1A 以下。滑线电阻的选择,是将正常工作接地线翻开测得的电压除以地线上的电流。要用色谱分析监视故障点的产气速率。通过测量找到精准的故障点后,假设无法处理,则可将铁芯的正常工作接地片移至故障点同一位置,用以较大幅度地削减环流。(2) 彻底检修措施。监测觉察变压器存在多点接地故障后,对于可停运的变压 器,应准时停运,退出后彻底消退多点接地故障。排解此类故障的方法,依据多点接 地类型及缘由,应实行相应的检修措施。但也有某些状况,停电吊芯后找不到故障点, 为了能精准找到接地点,现场可承受如下方法。直流法。将铁芯与夹件的连接片翻开,在轭两侧的硅钢片上通入 6V 的直流, 然后用直流电压表依次测量各级硅钢片间的电压,当电压等于零或者表指示反向时, 则可认为该处是故障接地点。沟通法。将变压器低压绕组接入沟通电压 220380V,此时铁芯中有磁通存在。假设有多点接地故障时,用毫安表测量会消灭电流(铁芯和夹件的连接片应翻开)。用毫安表沿铁轭各级逐点测量,当毫安表中电流为零时,则该处为故
