摘要：变压器是电力系统的关键设备，变压器的器身主要由铁芯 （夹件) 及绕组构成，铁芯和绕组是传递、交换能量的主要部件。变压器常见的故障有绕组、套管、分接开关、铁芯、油箱及其他附件的故障，统计资料表明因铁芯问题造成的故障，占变压器总事故中的第三位。
关键词：500kv；变压器
1. 概述
电力变压器在正常运行时，绕组周围存在电场，而铁芯和夹件等金属构件处于电场中，若铁芯未可靠接地，则会产生放电现象，损坏绝缘。因此，铁芯必须有一点可靠接地，如果铁芯由于某种原因出现另一个接地点，形成闭合回路，则正常接地的引线上就会有环流。其一方面造成铁芯局部短路过热，甚至局部烧损;另一方面，由于铁芯的正常接地线产生环流，造成变压器局部过热，也可能产生放电性故障。因此，准确、及时诊断变压器铁芯接地故障并采取积极措施，对于系统的安全、稳定运行意义重大。因此，铁芯电流异常应该引起足够重视，以避免重大事故的发生。产生乙炔铁芯电流的原因有一下几点：
1.1变压器在制造或大修过程中，如果铁刷丝、起重用的钢丝绳的断股及微小金属丝等被遗留在变压器油箱内，当变压器运行时，这些悬浮物在电磁场的作用下形成导电小桥，使铁芯与油箱短接，这种情况常常发生在油箱底部。
1.2 潜油泵轴承磨损产生的金属粉末进入主变油箱中导致铁芯与油箱短接。
1.3变压器油箱和散热器等在制造过程中，由于焊渣清理不彻底，当变压器运行时，在油流作用下杂质往往被堆积在一起，使铁芯与油箱短接，这种情况在强油循环冷却变压器中容易发生。
1.4 铁芯上落有金属杂物，将铁芯内的绝缘油道间或铁芯与夹件间短接。
1.5 变压器进水使铁芯底部绝缘垫块受潮，引起铁芯对地绝缘下降。
1.6 铁芯下夹件垫脚与铁轭间的绝缘板磨损脱落造成夹件与硅钢片相碰。
1.7 夹件本身过长或铁芯定位装置松动，在器身受冲击发生位移后，夹件与油箱壁相碰。
1.8 下夹件支板距铁芯柱或铁轭的距离偏小，在器身受冲击发生位移后相碰。
1.9上、下铁轭表面硅钢片因波浪突起，与钢座套或夹件相碰或变形过大引起磁路变化。
1.1 0 穿心螺杆或金属绑扎带绝缘损坏，与铁芯或夹件等相碰。
2. 事故发生过程
2019年7月，某500kV变电站2#联变在投运24小时以后对变压器进线带电状态检测测量。铁芯接地电流检测的原理是通过使用钳形电流表测量铁芯外接地线中的电流来判断铁芯是否存在多点接地故障。该电流一般不大于300mA，如果电流达到1A以上则可判断铁芯存在多点接地故障。
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图1 铁心接地电流检测原理图
测试发现变压器A相铁芯电流超标异常，B、C相数据正常，并且随着变压器负荷增加，A相铁芯电流有增大趋势，具体情况见表1:
表1 铁芯电流检测数据 ?
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为了查找铁芯电流异常的原因，从多个方面对该设备进行了考查：
2.1 不停电检测
在运行状态下，对变压器进线取油，对油中含气量进行气相色谱分析，也是发现变压器铁芯接地最有效的方法之一（操郭奎.变压器油中气体分析诊断于故障检查[M].中国电力出版社,2005)。出现铁芯接地故障的变压器，其油色谱分析数据中，总烃含量超过《变压器油中溶解气体和判断导则》（GB/T7252-1987)规定的注意值，其中C2H4、CH4含量低或没有。若C2H2也超过注意值，则可能是动态接地故障。气相色谱分析法可与前两种方法综合使用，以判定铁芯是否多点接地。检测结果显示变压器油正常。
2.2 停电后的检测方法
2.2.1常规检查。停电例行检查，对变压器进线常规预防性试验分析，变压器直流电阻、铁芯及夹件绝缘电阻及绕组变形测试。试验数据与交接试验数据对比，没发现明显的异常现象
2.2.2开孔内检。因常规检测无法找到故障原因，为防止变压器内部存在重大缺陷而扩大事故，主变停运检查后，通知厂家，准备进行变压器开孔排油内检。
（1）排放变压器油。将变压器油通过滤油机排放至清洁干净的油罐内，排油前将储油罐顶部三通阀开启，通过三通阀注入干燥空气。
（2）打开盖板，对产品内部进行检查，进入变压器内部之前要确保内部干燥空气的含氧量正常，检查人员需穿干净的专业检修工作服及干净的塑料鞋套。
（3）检查结果。检查重点是铁芯和夹件均应为一点接地，拉板、拉带与铁芯夹件之间均为全绝缘结构，上下夹件通过接地电缆连接为一体。
（4）检查夹件各接地电缆是否连接可靠，与铁芯是否绝缘良好，检查铁芯四周伸出尖角是否与夹件接触，检查铁芯与夹件之间缝隙是否有异物，导致二者相连。
3. 事故原因分析
3.1 检查结果
通过开孔内检，将安装在下夹件部位的磁屏蔽逐个拆出进行绝缘检查，当检查到下夹件高压侧中间部位的一块屏蔽时，发现屏蔽罩靠近铁心部位的位置，局部有绝缘破损现象。
3.2 原因分析
（1）磁屏蔽局部位置的绝缘破损。
（2）因磁屏蔽与铁心之间存在绝缘间隙，停电状态下的绝缘电阻测量结果仍然显示为良好状态。
（3）当变压器空载运行时，磁屏蔽中因无磁通通过，自身不产生振动，只是会随着铁心、夹件一起振动（因磁屏蔽安装在夹件上，夹件与铁心处于夹紧状态），磁屏蔽与铁心之间保持间隙，绝缘状态良好，变压器铁心、接地电流正常，变压器负载运行时，因变压器磁路震荡刀闸磁屏蔽与铁芯之间间隙缩小，导致铁芯与夹件断续接地，最终使铁芯和夹件有两个接地点，出线环流。
3.3 处理意见
针对此处绝缘暴露出的问题，要求厂家对所有的磁屏蔽绝缘系统重新进行加强，彻底杜绝此类现象发生。具体处理措施为：将磁屏蔽靠近铁心部位的局部位置采用绝缘纸板加包一层，并与铁轭之间用纸板彻底绝缘。
4. 结束语
通过以上分析，可以得出缺陷产生的主要原因是由于变压器生产厂家安装工艺不良及铁芯设计绝缘裕度不足引起的。变压器停电检修吊罩工作执行起来相当困难，工作量大，周期长，真对该厂家变压器，该类事故尚未呈现出家族性缺陷的趋势，暂时认为本次事故为个例事件。鉴于系统内还有若干台此类产品，建议拥有此类产品的各电业局加强监控，在未来配合变压器大修时重点检查该绝缘部位。同时建议制造厂严格生产工艺，严格产品质量把关，确实有效地防止类似事故的发生。
参考文献
[1]朱德恒,严璋.主编《高电压绝缘》[M].清华大学出版社,1992.
[2]陈化钢.电气设备预防性试验方法[M].北京:水利电力出版社,1999
[3]GB/T7252-2001，变压器油中溶解气体分析和判断导则[S]