正常情況下, 在變壓器運行過程中帶電繞組及其引線和油箱外殼構成的電場分布是沒有規律的, 零散且雜亂, 正因為其電場散亂的分布狀態, 變壓器鐵芯及其金屬構件是如何產生感應電壓這個問題也就很好解釋了, 而其產生的感應電壓大小也不是一成不變的, 其變化程度往往與鐵芯各部位在電場中的位置脫不開關系。也就是說, 變壓器的內部放電現象歸根結底是鐵芯兩個部位之間或者鐵芯與地面之間的電壓差足夠大到能夠擊穿絕緣體的程度。變壓器最終無法正常使用的本質原因可以理解為變壓器油在間接性的放電下分解劣化, 使固體絕緣受損。所以, 為保證變壓器的最優化使用, 應確保變壓器的鐵芯及其加減與接地系統連接是準確無誤的。接地時, 只要鐵芯與夾件和地面出現了兩個以上的接觸點, 形成的閉合回路就將導致危害, 輕則鐵芯局部過熱, 影響運作精確程度;重則鐵芯局部燒損, 使整個變壓器作廢。所以, 為使變壓器能夠正常運作, 必須確保其鐵芯和夾件務必是一點接地的。

造成多點接地故障的起因是鐵芯與外接變壓器短路接地, 而這一切的罪魁禍首只是一些金屬粉末。常見的大中型變壓器普遍配備潛油泵裝置, 這些影響惡劣的金屬粉末就來自于軸承的磨損。這些始作俑者一旦鉆了空子進入油箱, 受電磁場的影響, 就會集結成帶電小橋, 導致多點接地故障。

(1) 在確定變壓器停運時, 即檢測人員的安全性有保障的前提下, 可以直接對相應的零件絕緣電阻進行檢測。若絕緣電阻較以往檢測相比出現大幅度下降的情況, 基本可以推測出鐵芯存在接地故障。

(2) 利用氣相色譜分析法, 這種方法在檢測多點接地故障時是最普及的檢測方法。通過檢測油中含氣量并比照正常數值來判斷是否出現多點接地以及多點接地的具體程度。色譜分析的結果如果是一氧化碳和二氧化碳含量均在正常范圍內, 但烴類成分含量處于較高水平, 就意味著鐵芯過熱, 也即變壓器鐵芯多點接地的可能性八九不離十。若檢測出乙炔, 則基本可以斷定鐵芯多點接地狀況是存在的但是這種狀況是間接性的。

直觀來說, 這種方法借助能產生電流直流電壓的設備放電對變壓器鐵芯造成一個沖擊, 通過瞬間產生的強大電流將殘留物質沖離原位或者直接熔化或燒毀。但是放電電容電壓應該嚴格控制在3000V以內, 防止造成絕緣墊片的損壞。

主變在1989年6月于保定制造, 于1990年1月投產運行, 型號為SFP7-360000/220, 額定容量360000kVA。為了確保測得的變壓器鐵芯和夾件的對地電流數據準確性, 應對變壓器單獨加設一根鐵芯接地引出線與鐵芯夾件接地引出線。在207A修中#2主變進行常規測試實驗時, 測量到#2主變鐵芯對地絕緣數值為0 (2500V電動搖表測量) , 檢測到的電阻是2.5KΩ, 將變壓器油位放至鐵芯接地瓷瓶以下, 拆除絕緣瓷瓶, 使其與鐵芯引出線分開, 分別測得絕緣瓷瓶絕緣100000MΩ, 鐵芯引線絕緣為零, 用萬用表測得鐵芯引線電阻為2.5KΩ, 認定主變鐵芯為高阻接地。檢修部高試班人員隨即對變壓器油進行取樣, 第一時間對樣本進行測譜分析以及數據比對, 經檢測, 各項氣體含量均在正常數值范圍內, 烴類氣體總含量也沒有超標, 見表1。在測量此次#2主變大修電氣實驗參數較之之前的實驗參數五顯著變化, 且排除鐵芯出線套管接地后, 初步判斷為變壓器鐵芯夾件多點接地, 經分析, 其加建多點接地的緣由極有可能是停止運作的油泵的變壓器里面的諸如三氧化二鐵等雜質堆積。經過對變壓器內部進行徹底沖洗, 其絕緣阻值仍保持不變, 則需考慮其他處理方案。

鑒于機組大修即將結束, 留給變壓器排油吊芯檢查的時間并不充足, 為保障變壓器按時投入使用, 經征詢變壓器廠家技術人員的建議, 與生技部商討后暫定不進行變壓器排油吊芯檢驗, 先采用電容直流電壓放電沖擊的方法進行加工, 再用電容器瞬間放電造成的大脈沖電流把遺留的雜質燒凈。

CH82電容器1臺 (30KV標稱電容2μf) ;共立3125電動兆歐表1個;阻容分壓器1臺, 試驗變壓器1臺, 調壓器1個, FLUK萬用表1個;用放電棒1根 (雙投刀閘用放電棒代替) ;10Ω、14A滑線電阻1個;高壓絕緣導線若干條。

在相關儀器用料均已預備完成后, 按照圖1進行線路連接, 對可以調節的電阻值進行調整, 給試驗變壓器升壓, 對電容進行充電, 達到試驗電壓后, 用事先接好的放電棒對變壓器鐵芯夾件接地, 將線的一側牽出, 對鐵芯夾件放電加以沖擊, 充電電壓為1000V、1500V、2000V、2500V, 逐步遞加沖擊, 直至無放電現象后, 在啪的響聲之后, 松開放電棒, 連續兩次后, 對變壓器鐵芯夾件對地的絕緣電阻進行檢查。循環進行, 變換沖擊電壓的數值, 對變壓器鐵芯夾件加以沖擊, 最后發現測絕緣發現鐵芯對地絕緣60秒和15秒的比值14000/8000MΩ, 鐵芯絕緣正常, 其接地現象沒有了。

檢修部高試班人員嚴格按照后續方案對故障加以跟蹤, 并每天定時測量鐵芯夾件的絕緣電阻值, 發現電阻阻值并未出現異常, 懸浮雜物也并沒有重新搭接, 重復對變壓器油進行取樣做色譜分析的操作, 氣體含量基本沒有變動, 證實沖擊的效果較好。

#2主變開始使用后, 經檢測, 鐵芯夾件的接地電流為2.87mA, 與場內其他的變壓器鐵芯及其夾件相比, 這個電流數值在標準范圍內, 符合運作需求。在變壓器投入運行后, 設置為時30天左右的監測期, 每天定時監測, 發現其接地電流始終穩定在2.7mA左右, 沒有上升的趨勢。然后對變壓器的油樣加以色譜分析, 所有氣體含量仍舊未出現顯著增加。這也就表明在本次操作中, 電容直流電壓放電沖擊法取得較為顯著的成效, 證實這種方法有利于處理變壓器鐵芯夾件絕緣故障, 成功地避免了大規模變壓器停運故障的產生。

在使用中的變壓器鐵芯或夾件數處出現故障后, 可以選用電容直流電壓放電沖擊法和電焊機交流電流法, 這兩種方法能夠有效減少故障帶來的損失, 大型變壓器在電力系統里的地位十分突出, 因此, 在變壓器發生故障時, 保險起見, 還是應該及時停運, 作出徹底整修。