變壓器鐵芯

(1)單獨設(shè)置一條鐵軛夾件接地引出線。因為如果發(fā)生鐵芯碰到上夾件造成多點接地故障，接地電流只是在鐵芯夾件內(nèi)部流動，鐵芯接地引出線中沒有電流流過，會導(dǎo)致工作人員誤認(rèn)為鐵芯沒有發(fā)生故障；設(shè)置后，不論鐵芯碰到夾件何位置都會通過兩條接地外引線構(gòu)成回路，這樣在外部也就可以正確檢測出接地電流。

(2)鐵芯接地片放置在鐵軛橫截面中間位置。這樣放置，不論鐵軛拉帶絕緣螺栓在何位置以及故障接地點在何位置，回路的最大感應(yīng)電壓只有匝電壓的1/4,這時的最大接地電流也只有幾個安培左右，較鐵芯接地片放置在其它位置時要小很多。

(3)如果確實因為現(xiàn)場安裝不便等問題需要將鐵芯接地片放置在其它位置，也應(yīng)將鐵軛拉帶的絕緣螺栓和接地片對角放置，這樣可以防止大電流產(chǎn)生。

變壓器的繞組和鐵芯是傳遞、變換電磁能量的主要部件。保證它們的可*運行是人們所關(guān)注的問題。統(tǒng)計資料表明因鐵芯問題造成故障，占變壓器總事故中的第三位。制造部門對變壓器鐵芯缺陷已引起重視，并在鐵芯可*接地、鐵芯接地監(jiān)視，以及保證一點接地方面都進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)。運行部門也把檢測和發(fā)現(xiàn)鐵芯故障提到相當(dāng)高度。然而，變壓器鐵芯故障仍屢有發(fā)生，其原因主要是由于鐵芯多點接地和鐵芯接地不良造成?，F(xiàn)對兩種故障情況的判斷及處理方法作一介紹。

1鐵芯正常時需要一點接地的原因

變壓器正常運行時，帶電的繞組和油箱之間存在電場，而鐵芯和其他金屬構(gòu)件處于該電場中。由于電容分布不均，場強(qiáng)各異，如果鐵芯不可*接地，則將產(chǎn)生充放電現(xiàn)象，破壞固體絕緣和油的絕緣強(qiáng)度，所以鐵芯必須有一點可*接地。

鐵芯由硅鋼片組成，為減小渦流，片間有一定的絕緣電阻(一般僅幾歐姆至幾十歐姆)，由于片間電容極大，在交變電場中可視為通路，因而鐵芯中只需一點接地即可將整疊的鐵芯疊片電位箝制在地電位。

當(dāng)鐵芯或其金屬構(gòu)件如有兩點或兩點以上(多點)接地時，則接地點間就會造成閉合回路，它鍵鏈部分磁通，感生電動勢，并形成環(huán)路，產(chǎn)生局部過熱，甚至燒毀鐵芯。

變壓器鐵芯只有一點接地，才是可*的正常接地。即鐵芯必須接地，且必須是一點接地。

鐵芯故障主要由兩個方面原因引起，一是施工工藝不良造成短路，二是由于附件和外界因素引起多點接地。

2鐵芯多點接地類型

(1)安裝變壓器竣工后，未將油箱頂蓋上運輸?shù)亩ㄎ讳N翻轉(zhuǎn)過來或去除掉，構(gòu)成多點接地。

(2)由于鐵芯夾件肢板距芯柱太近、鐵芯疊片因某種原因翹起后，觸及到夾件肢板，形成多點接地。

(3)鐵軛螺桿的襯套過長，和鐵軛疊片相碰，構(gòu)成了新的接地點。

(4)鐵芯下夾件墊腳和鐵軛間的絕緣紙板脫落或破損，使墊腳鐵軛處疊片相碰造成接地。

(5)具有潛油泵裝置的大中型變壓器，由于潛油泵軸承磨損，金屬粉末進(jìn)入油箱中，淤積油箱底部，在電磁力作用下形成橋路，將下鐵軛和墊腳或箱底接通，形成多點接地。

(6)油浸變壓器油箱蓋上的溫度計座套過長，和上夾件或鐵軛、旁柱邊沿相碰，構(gòu)成新的接地點。

(7)油浸變壓器油箱中落入了金屬異物，這類金屬異物使鐵芯疊片和箱體構(gòu)通，形成接地。

(8)下夾件和鐵軛階梯間的木墊塊受潮或表面不清潔，附有較多的油泥，使其絕緣電阻值降為零時，構(gòu)成了多點接地。

3多點接地時出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象

(1)在鐵芯中產(chǎn)生渦流，鐵損增加，鐵芯局部過熱。

(2)多點接地嚴(yán)重時，又較長時間未處理，變壓器連續(xù)運行將導(dǎo)致油及繞組也過熱，使油紙絕緣逐漸老化。會引起鐵芯疊片兩片絕緣層老化而脫落，將引起更大的鐵芯過熱，鐵芯將燒毀。

(3)較長時間多點接地，使油浸變壓器油劣化而產(chǎn)生可燃性氣體，使氣體繼電器動作。

(4)因鐵芯過熱使器身中木質(zhì)墊塊及夾件碳化。

(5)嚴(yán)重的多點接地會使接地線燒斷，使變壓器失去了正常的一點接地，后果不堪設(shè)想。

(6)多點接地也會引起放電現(xiàn)象。

4多點接地故障的檢測

鐵芯多點接地故障判斷方法通常從兩方面檢測：

(1)進(jìn)行氣相色譜分析。色譜分析中如氣體中的甲烷及烯烴組分含量較高，而一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w含量和已往相比變化不大，或含量正常，則說明鐵芯過熱，鐵芯過熱可能是由于多點接地所致。

色譜分析中當(dāng)出現(xiàn)乙炔氣體時，說明鐵芯已出現(xiàn)間歇性多點接地。

(2)測量接地線有無電流?？稍谧儔浩麒F芯外引接地套管的接地引線上，用鉗形表測量引線上是否有電流。變壓器鐵芯正常接地時，因無電流回路形成。接地線上電流很小，為毫安級(一般小于0.3A)。當(dāng)存在多點接地時，鐵芯主磁通周圍相當(dāng)于有短路匝存在，匝內(nèi)流過環(huán)流，其值決定于故障點和正常接地點的相對位置，即短路匝中包圍磁通的多少。一般可達(dá)幾十安培。利用測量接地引線中有無電流，很準(zhǔn)確地判斷出鐵芯有無多點接地故障。

5多點接地故障的排除

(1)變壓器不能停運時的臨時排除方法：

①有外引接地線，如果故障電流較大時，可臨時打開地線運行。但必須加強(qiáng)監(jiān)視，以防故障點消失后使鐵芯出現(xiàn)懸浮電位。

②如果多點接地故障屬于不穩(wěn)定型，可在工作接地線中串入一個滑線電阻，使電流限制在1A以下?；€電阻的選擇，是將正常工作接地線打開測得的電壓除以地線上的電流。

③要用色譜分析監(jiān)視故障點的產(chǎn)氣速率。

④通過測量找到確切的故障點后，如果無法處理，則可將鐵芯的正常工作接地片移至故障點同一位置，用以較大幅度地減少環(huán)流。

(2)徹底檢修措施。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)變壓器存在多點接地故障后，對于可停運的變壓器，應(yīng)及時停運，退出后徹底消除多點接地故障。排除此類故障的方法，根據(jù)多點接地類型及原因，應(yīng)采取相應(yīng)的檢修措施。但也有某些情況，停電吊芯后找不到故障點，為了能確切找到接地點，現(xiàn)場可采用如下方法。

①直流法。將鐵芯和夾件的連接片打開，在軛兩側(cè)的硅鋼片上通入6V的直流，然后用直流電壓表依次測量各級硅鋼片間的電壓，當(dāng)電壓等于零或者表指示反向時，則可認(rèn)為該處是故障接地點。

②交流法。將變壓器低壓繞組接入交流電壓220～380V，此時鐵芯中有磁通存在。如果有多點接地故障時，用毫安表測量會出現(xiàn)電流(鐵芯和夾件的連接片應(yīng)打開)。用毫安表沿鐵軛各級逐點測量，當(dāng)毫安表中電流為零時，則該處為故障點。

1.高頻類：鐵粉芯Ferritecore

Ferritecore用于高頻變壓器它是一種帶有尖晶石結(jié)晶狀結(jié)構(gòu)的陶磁體，此種尖晶石為氧化鐵和其它二價的金屬化合物.如kFe2O4(k代表其它金屬)，目前常使用的金屬有錳(Mn)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、鎂(Ng)、銅(Cu).

其常用組合如錳鋅(MnZn)系列、鎳鋅(NiZn)系列及鎂鋅(MgZn)系列.此種材具有高導(dǎo)磁率和阻抗性的物性，其使用頻率范圍由1kHz到超過200kHz.

2.低頻類：硅鋼片(LAMINATION)

硅鋼片用于低頻變壓器,其種類很多,按其制作工藝不同可分為A：鍛燒(黑片)、N：無鍛燒(白片)兩種.按其形狀不同可分為：EI型、UI型、C型、口型。

口型硅鋼片常在功率較大的變壓器中使用，它絕緣性能好，易于散熱，同時磁路短，主要用于功率大于500~1000W和大功率變壓器。由兩個C型硅鋼片組成一套硅鋼片稱為CD型硅鋼片，用CD型硅鋼片制作的電源變壓器在截面積相同的條件下，窗口愈越高。

變壓器功率越大.于鐵芯兩側(cè)可以分別安裝線圈，因此變壓器的線圈匝數(shù)可分配在兩個線包上，從而使每個線包的平均匝長較短，線圈的銅耗減小.另外如果把要求對稱的兩個線圈分別繞在兩個線包上，可以達(dá)到完全對稱的效果。由四個C型硅鋼片組成一套硅鋼片稱為ED型硅鋼片.ED型硅鋼片制成的變壓器外形呈扁寬形，在功率相同的條件下ED型變壓器比CD型變壓器矮些，寬度大些，另外由于線圈安裝在硅鋼片中間，有外磁路，因此漏磁小，對整體干擾小.但是它所有線圈都繞在一個線包上，線包較厚，故平均匝長較長，銅耗較大。

C型鐵芯性能優(yōu)異所制作之變壓器體積小、重量輕、效率高，裝配的角度來看，C型硅鋼片零件很少，通用性強(qiáng)，因此生產(chǎn)效率高，但是C型硅鋼片加工工序較多，作較復(fù)雜，需用專用設(shè)備制造，因而目前成本還較高。

E型硅鋼片又稱殼型或日型硅鋼片，它的主要優(yōu)點是初、次級線圈共同一個線架，有較高的窗口占空系數(shù)(占空系數(shù)Km：銅線凈截面積和窗口面積比);硅鋼片對繞組形成保護(hù)外殼，使繞組不易受到機(jī)械傷損傷;同時硅鋼片散熱面積較大，變壓器磁場發(fā)散較少.但是它的初次級漏感較大，外來磁場干擾也較大，此外，由于繞組平均周長較長，在同樣圈數(shù)和鐵芯截面積條件下，EI型鐵芯的變壓器所用的銅線較多。

硅鋼片的厚度常用的有0.35mm、0.5mm兩種。

硅鋼片的組裝方式有交疊法和對疊法兩種.交疊法是將硅鋼片的開口一對一交替地分布在兩邊，這種疊法比較麻煩，但硅鋼片間隙小，磁阻小，有利于增大磁通，因此電源變壓器都采用這種方法.對疊法常用于通有直流電流的場合，為避免直流電流引起飽和，硅鋼片之間需要留有空隙，因此對疊法將E片和I片各放一邊,兩者之間的空隙可用紙片來調(diào)節(jié)。

3.COIL類：分三種類型.

A.TOROID環(huán)形鐵芯：將O型疊片而成，或由硅鋼片卷繞而成.此種鐵芯對繞線來說非常不易。

B.RODCORE棒狀鐵芯。

C.DRUMCORE：鼓形鐵芯。