变压器铁芯为什么要接地:抑制悬浮电位

变压器铁芯为什么要接地,核心目的是消除铁芯、金属夹件产生的悬浮电位,避免局部放电击穿绝缘,同时给静电感应产生的电荷提供泄放通道,单只允许一点接地,两点及多点接地会形成环流,灼伤铁芯绝缘,该规则适用于油浸式电力变压器、干式配电变压器,互感器、电抗器的铁芯接地逻辑不直接套用。

变压器铁芯接地的电位原理

变压器运行时绕组周围存在交变磁场,铁芯、夹件、拉板等金属构件处在磁场当中,会被电磁感应出电动势。如果铁芯没有接地,整个铁芯会变成悬浮导体,不同位置感应电位不一致,构件之间、构件对地之间会形成电位差。电位差积累到一定数值,就会击穿间隙里的绝缘介质,产生间歇性局部放电,长期放电会慢慢侵蚀绝缘纸、绝缘油,缩短变压器整体绝缘寿命。

接地之后,铁芯电位被强制钳位到地电位,感应出来的静电电荷可以顺着接地线持续流走,电位差被大幅压低,从根源上减少这类放电风险。这里的接地只针对铁芯本体,绕组的接地保护和铁芯接地属于两套独立回路,不能混接。

变压器铁芯只能一点接地的原因

一点接地是硬性要求。

铁芯由多片硅钢片叠压而成,硅钢片之间带有绝缘涂层,用来阻断片间涡流。一旦设置两处或者多处接地点,交变磁场会在两个接地点之间闭合出环路,环路内部感应出持续的环流,环流流过硅钢片会产生额外热量,高温会烧坏片间绝缘,逐步扩大铁芯损伤,严重时会造成铁芯过热故障,触发保护动作。

正常运行的变压器,铁芯接地线里仅有微安级的感应电流,数值很低,属于正常状态。

铁芯接地故障的判断与处置

故障类型典型现象处理方向
多点接地接地电流明显上升,油色谱检测乙炔、氢含量增长停电排查,断开多余接地点,修复绝缘
失去接地局放信号增多,悬浮放电特征明显停电恢复可靠接地,检查接地引线是否断裂

你可以通过在线接地电流监测装置或者定期油色谱试验,跟踪铁芯接地状态。油浸式变压器执行DL/T722-2014《变压器油中溶解气体分析和判断导则》,依据气体组分变化判断铁芯过热、放电类缺陷。

检修时不能随意增加接地引线,备用接地端子仅作为检测、试验使用,运行阶段必须保持开路。很多现场检修失误,就是试验结束后忘记拆开临时接地线,直接造成多点接地隐患。

干式变压器铁芯接地逻辑一致,区别在于它没有绝缘油,悬浮放电会直接作用在空气间隙,放电声响更容易被巡检人员听见,故障发现的周期通常更短。

该接地方案不适用于带隔离屏蔽结构的特种变压器,这类设备的屏蔽层接地规则和铁芯接地相互独立,不能共用同一根接地引线。

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