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变压器铁芯接地的介绍

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变压器铁芯接地的介绍_第1页
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变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,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、匹配阻抗平安隔离等 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2~3 级处插一片镀锡铜片,铜片的另一端那么用螺 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,必须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,将引起较严重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(如采用环氧玻璃布板条隔开),以构成纵向散热油道。

采用非金属材料隔开可 以减小铁芯的损耗,但油道之间的硅钢片是互相绝缘的对于这种构造的变压器在接地时 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,最后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周围的电场内,如不接地,铁芯及其他附件必然 感应一定的电压,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 象为了防止变压器的内部放电,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 频繁动作严重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Ferr ite co reFerrite 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,按其制作工艺不同可分为A:锻烧(黑片)、N:无 锻烧(白片)两种.按其形状不同可分为: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500~1000W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分配在两个 线包上,从而使每个线包的平均匝长较短,线圈的铜耗减小.另外如果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.但是它所有线圈都绕在一 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,作较复杂, 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、 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,这种叠法比拟麻烦,但硅钢片间隙小,磁阻小,有利于增大磁通,因此电源变压器 都采用这种方法.对叠法常用于通有直流电流的场合,为防止直流电流引起饱和,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,两者之间的空隙可用纸片来调节.3. COIL 类:分三种类型.A. TOROID环形铁芯:将0型叠片而成,或由硅钢片卷绕而成.此种铁芯对绕线来说 非常不易.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。

因为如果发生铁芯碰到上夹件造成多 点接地故障,接地电流只是在铁芯夹件内部流动,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,不管铁芯碰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) 如果确实因为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除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良运行部门也把检测和发现铁芯故障提到相当高度然而,变压器 铁芯故障仍屡有发生,其原因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 情况的判断及处理方法作一介绍。

1 铁芯正常时需要一点接地的原因变压器正常运行时,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,如果铁芯不可*接地,那么将产生充放电现象,破坏 固体绝缘和油的绝缘强度,所以铁芯必须有一点可*接地铁芯由硅钢片组成,为减小涡流,片间有一定的绝缘电阻(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,那么接地点间就会造成闭合回 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须接地,且必须是一点接地 铁芯故障主要由两个方面原因引起,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、铁芯叠片因某种原因翘起后,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,构成了新的接地点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。

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,构成新 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 多点接地时出现的异常现象(1) 在铁芯中产生涡流,铁损增加,铁芯局部过热2) 多点接地严重时,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 油纸绝缘逐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) 严重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判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,那么说明铁芯过热,铁芯过热可能 是由于多点接地所致。

色谱分析中当出现乙炔气体时,说明铁芯已出现间歇性多点接地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)当存在多点接地时,铁芯主磁通周围相当于有短路匝存在,匝内流过环流, 其值决定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,很准确地判断出铁芯有无多点接地故障5 多点接地故障的排除(1)变压器不能停运时的临时排除方法:① 有外引接地线,如果故障电流较大时,可临时翻开地线运行但必须加强监视,以防故障 点消失后使铁芯出现悬浮电位② 如果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③ 要用色谱分析监视故障点的产气速率④ 通过测量找到确切的故障点后,如果无法处理,那么可将铁芯的正常工作接地片移至故障 点同一位置,用以较大幅度地减少环流2)彻底检修措施监测发现变压器存在多点接地故障后,对于可停运的变压器,应及 时停运,退出后彻底消除多点接地故障。

排除此类故障的方法,根据多点接地类型及原因, 应采取相应的检修措施但也有某些情况,停电吊芯后找不到故障点,为了能确切找到接地 点,现场可采用如下方法①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,那么可认为该处是 故障接地点②交流法将变压器低压绕组接入交流电压220〜380V,此时铁芯中有磁通存在如果有 多点接地故障时,用毫安表测量会出现电流(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,那么该处为故障点铁芯正常时需要一点接地的原因变压器正常运行时,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,如果铁芯不可靠接地,那么将产生充放电现象, 破坏固体绝缘和油的绝缘强度,所以铁芯必须有一点可靠接地当铁芯或其金属构件如有两点或两点以上(多点)接地时,那么接地点间就。

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