一起500kV变压器夹件对地绝缘为零缺陷的分析和处理

国网河北省电力公司检修分公司的研究人员张兴飞，在2017年第11期《电气技术》杂志上撰文，介绍了一起500kV变压器在返厂大修后发现夹件对地绝缘电阻为零的缺陷，通过现场测试，调查，指出此次变压器夹件对地绝缘电阻为零故障的直接原因是夹件与盖板间隙不足，并结合此次故障提出了具体的整改措施。

变压器夹件是用来加紧铁心和硅钢片的，同时夹件上可以焊接小支板，把装固定引线的木件。变压器运行过程中，夹件难免带静电，与线圈之间形成电位差，如果静电积累到一定程度，会与线圈之间放电，破坏线圈绝缘。

夹件接地后，积累的静电及时导入大地，保持零电位，避免发生局放。所以变压器夹件必须接地。而系统内也多次发生夹件接地故障[1-4]，本文介绍了一起500kV变压器返厂大修后发现夹件对地绝缘电阻为零的缺陷，供大家参考。

1．设备概况

2015年某500kV变电站1号主变B相进行返厂大修。2015年9月23日，该变压器就位完成，检查冲撞记录仪数据均在合格范围之内，无异常冲撞、震动。

2015年9月25日，附件、套管安装完毕，测量夹件对地绝缘电阻值为8500MΩ，满足规程要求。2015年9月26日开始抽真空、注油、热油循环、静置等工序。

2015年10月10日开始进行常规试验，其中主体绝缘如表1所示。测试夹件对地绝缘电阻为零，不符合相关规程[5]，铁心对地、铁心对夹件绝缘电阻应均为10000+ MΩ，铁心夹件绝缘如表2所示，进行其它常规试验，均合格。

表1 主体绝缘测试

表2 铁心夹件绝缘电阻

2．原因分析及现场检查情况

从设备安装过程和试验现象判断，夹件与箱壁应发生了金属性接触，且这种接触是突然发生的，发生在主变现场安装套管并钻检后，设备最终投运前，安装套管时由于有人进入变压器内部，变压器内部也有可能发生变动。

同时根据变压器内部结构，分析可能原因，一是夹件引出线与箱壁发生了摩擦，破坏绝缘造成接地；二是温度计底座与夹件发生接触；三是夹件定位孔与箱壁盖板间隙距离不足，造成两者接触；四是调压开关支架与调压开关盖板间隙不足，存在接触情况[6]；五是变压器制造工艺不合格，导致硅钢片移位，与夹件碰触，造成铁心多点接地[7]，焊渣引起铁心夹件多点接地[8]；六是内部安装过程中遗留异物，在油循环过程中移动到夹件与箱壁位置，造成两者导通。

根据以上分析，制订了相应的检查方案，先排除少量变压器油，排至本体变压器油至油箱顶10cm处，此时器身还是全部浸在变压器油内，先检查前三种可能，如果还没有检查原因，再放出全部变压器油，进行现场钻检，确认最终原因。

2015年10月11日10点，开始对变压器本体少量放油。放出的油利用滤油机打入储油柜中，防止与空气发生接触。随后进行相关检查。

（一）检查夹件接地引出线绝缘。

待本体变压器油放出部分使油面低于箱顶平面后，拆除夹件接地小套管，检查其外部绝缘情况良好，直接夹线重新测量其对地绝缘电阻仍为零，故排除此种可能。试验情况见下图。

图1夹件引出线检查情况

（二）检查温度计底座与夹件情况。

现场将温度计底座拆出，底座长18cm，该处位置距离器身夹件30cm，检查底座与夹件的距离足够大，且底座没有划痕变形等异常状况，底座与不可能产生接触，故排除这种可能性。

（三）检查夹件定位孔与盖板情况。

现场拆开高压侧定位孔处的盖板后发现，盖板上有明显漆膜损伤痕迹，如图2所示，器身定位块也有磨损痕迹，图3所示，定位块高度几乎与法兰口相平。将盖板拆除后重新测量夹件对地的绝缘电阻，发现绝缘电阻恢复到10000+MΩ以上，检查到故障原因。

图2高压侧定位孔盖板检查情况

图3 高压侧定位块检查情况

将低压侧定位孔盖板打开后发现，器身定位块与盖板的距离也很接近，但未发生接触，如图4所示。

图4 低压侧定位孔位置检查情况

由于已经查找出夹件对地绝缘为零的原因，所以没有再进行放油钻检检查。

3．缺陷原因分析及处理结果

本台主变原夹件为内部接地结构（该主变1996年生产，当时主变夹件结构全部未内部接地）。返厂大修后，为满足测试夹件接地电流的要求，监测其接地状况，故进行了夹件引出改造。

原先器身与变压器底座直接接触，改造后，在器身地脚增加绝缘垫，造成器身整体升高约8cm。如图5所示。

图5 器身升高示意图

根据检查结果，判断升高后的器身夹件定位块与变压器箱壳定位孔盖板间隙不足。在经过厂内及现场两次抽真空后，箱壁产生微量形变，注油后侧箱壁受压外扩，上箱壁受拉力向下压缩造成定位块与盖板发生金属性接触，并导致内壁漆膜磨损，从而出现夹件对地绝缘电阻为零的情况。器身定位块如图6所示。

图6 器身定位块示意图

将原8mm厚盖板更换为20mm厚盖板，并在盖板主变本体侧加工出深12mm，直径与定位孔处露出尺寸一致的凹陷，使定位块与盖板距离增大，这样可彻底消除缺陷隐患。

盖板10月12日加工完成后更换。10月13日进行局放及耐压试验。变压器试验合格。

4．预防措施

此次故障发生在主变返厂大修后，原因在于产品改造后与原先发生了不同，变压器器身在抽真空与充油后发生了形变，而各方人员均没有注意这个问题，从而造成了设备已经现场安装完毕还要继续放油查找问题原因的弊病。

这就要求我们对设备监造各个环节的控制力度都要加强，并且熟悉设备内部结构，尤其是老旧产品，掌握一些关键数据，尤其设备大修后有哪些改变，这些改变在经过安装工艺和一些工况后是否发生变化，并对这些改变做针对性的控制措施，厂内工作人员以及现场工作人员更应该严格按照安装实验规程进行施工，才能保证产品符合现场要求。

5．结束语

变压器铁心夹件故障是变压器常见的缺陷，其接地点的查找和处理相当困难，应了解变压器内部结构特点，掌握变压器装配、安装的各个流程，并结合现场情况和必要的试验数据，制定准确、合理、有效的处理方案，以提高处理该类缺陷的实用性。

本文通过这起现场事故案例的分析、处理和总结，可供相关技术人员进行参考，防范类似问题发生，在工程上的具备一定的实际参考价值。