第三节 变压器芯体的检修

一、变压器的吊芯1.起吊的准备工作

起吊是变压器吊芯时的关键步骤，必须有组织、有指挥地进行。所有起吊人员必须坚守岗位，各行其职，服从指挥，防止忙乱。起吊的准备工作如下：

（1）收集和核对变压器在运行中已暴露出来的各种缺陷，并了解缺陷在目前存在的状态和严重的程度，制定缺陷的消除对策。

（2）根据缺陷情况，制定检修的技术措施，确定检修方法，解决器材、工具和特殊的检修工艺等。应将制定的专门的安全技术和组织措施告知有关工作人员；共同研究实施的可能性。除常规检修标准项目外，如需要时还应确定特殊检修项目。

（3）准备检修用场地和工具。要求吊芯现场的周围环境整洁，无雨水侵袭的可能，准备必要的吊芯起重工具，起吊能力应与器身荷重相适应。如需将全部变压器油从油箱内放

出，应事先准备好盛油的器具及其放置的场地；压力滤油机、过滤、烘箱等。

（4）根据检修工作量的大小及时间要求，要相应地组织检修力量，在检修前应组织讨论检修的项目相技术措施等。

（5）准备检修器材。在检修过程中，需用的设备和材料，都应预先列出清单、在检修前达到现场；并查对数量、质量和规格。它们都应符合技术要求。

在起吊前，应详细校对起吊设备的起重能力，对起吊所用的工具、导链、钢丝绳、挂钩等必须仔细地进行检查，要求具有相当的安全系数。在变压器起吊工作中，因钢丝绳强度不够而发生重大事故是有先例的，应引以为戒。当采用临时吊架时，对吊架的稳定度以及拉绳质量要进行详细的检查，并核对吊架的高度是否能满足起吊的要求。

工作架的高度可略低于油箱沿，应有足够的宽度和稳定度，可同时站3～4人。2.起吊工作的步骤

完成起吊的准备工作之后，可按下述步骤进行工作：（1）拆除变压器外部连接线。

（2）根据现场设备条件，做表2 6中1、4、5、6、7等项试验，并作记录。若试验结果按《电气设备预防性试验规程》要求不合格，或显著地劣于前次试验的结果，应将不合格项目列为重要检修项目。

表2 6

电力变器的试验项目和周期

续表

注 对于560kVA及以下的变压器，无需进行1、5、6、7、10、11、12、13等项试验，但在更换绕组后、仍应行1

和12两项。

（3）放变压器油。钟罩式变压器，要将油全部放尽，固定散热管的油箱式变压器放至油面略低于箱沿即可。装有可拆卸散热器的变压器，需要拆卸散热器时，要将散热器两端蝶阀关闭，再从散热器下端的放油塞将散热器内的油放尽。如散热器内的油放不完，说明蝶阀关闭不严，还要将油放至散热器下端连接管以下。

（4）拆除有碍起吊的部件，如油枕、防爆管、瓦斯继电器、套管、测温器等，必要时还要拆除散热器和热虹吸净油器等。还需拆除控制电缆以及风冷变压器的风扇电源电缆。

（5）卸下油箱沿螺栓。当上述各项工作做完，起重设备审视稳妥之后，即可进行起吊。4000kVA及以上的变压器，其器身较重，箱盖板较长，应将箱盖板和器身分开来起吊，以免箱盖板变形。器身起吊后，用枕木将其垫稳在油箱沿上，并使吊索在略受力的状态之下，严禁将器身悬吊在空中检修。如果油箱内尚有作业，则应将器身置于干净的塑料布上，用枕木垫稳。对钟罩式变压器而言，应将钟罩吊至近旁，严禁把钟罩悬吊在器身上方进行器身检修。

吊芯应注意以下问题：

（1）变压器起吊工作，应在清洁、干燥的场所进行，特别是室外起吊，应选择良好的天气，并且应是无烟尘、水气的地点。为防止器身的绝缘吸潮降低其绝缘强度，根据《电力变压器运行规程》要求，器身在空气中的停留时间（从开始放油时器身与外部空气相接触的时刻算起，至注油开始为止，注油时间不包括在内），当空气中的相对湿度不超过65%时为16h；当空气中的相对湿度不超过75%时为12h。当空气湿度达75%时，不宜吊芯。如任务紧迫，必须在相对湿度大于75%时吊芯，则应该对变压器器身加温，使器身温度高出环境温度10℃以上，或者保持室内温度比大气温度高出10℃而且芯子温度不低于室内温度，以免受潮。

（2）起吊之前，必须详细检查钢丝强度和挂钩的可靠性。每根吊绳与铅垂线之间的夹角不得大于30°，以免钢丝绳受张力过大，或将吊环拉弯。

（3）起吊时应有专人指挥，油箱四角要有人监视并有防止钟罩或器身在空中摆动的措施，确保垂直升降，以防碰撞损坏铁芯、绕组及绝缘等部件。

（4）变压器器身装入油箱后应立即注入变压器油，以免器身直接与空气接触时间太长，吸收空气中的水分而受潮。

二、器身的检修

统计资料表明，因铁芯问题造成故障，居变压器总事故中的第三位，因此，对变压器铁芯的检修应给以充分的重视。变压器铁芯常发生下列故障：①铁芯片间绝缘损坏，通常表现为空载损失增大，油温升高，油色变深，油质变坏（闪光点降低，酸价增高，击穿电压降低）。通常是由于受剧烈震动，铁芯片间摩擦，铁芯片间绝缘老化，或有局部损坏引起。处理方法：吊出器身进行外观检查，也可用直流电压、电流法测片间绝缘电阻。如不合格应进行大修。②铁芯片间绝缘烧毁，通常表现为瓦斯继电器内有气体，信号动作，油色变黑，并有特殊气味，温度升高。原因是铁芯的穿心螺栓绝缘损坏，螺栓与铁芯片短路引起绝缘损坏，铁芯两点接地引起。处理方法：同①。③铁芯松动后出现不正常震动声或噪音。其原因是铁芯油道内或夹片下面有未夹紧的自由端，铁芯的紧固件松动，铁芯有杂物。处理方法：将自由端用纸板塞紧压住，检查紧固件并予以紧固。

下面介绍发生其他故障时的处理方法：

（1）铁芯的多点接地。在变压器运行时，绕组和油箱之间存在着电场，而铁芯及其夹件等金属构件皆处于该电场之中，由于电容分布不均，场强各异，如铁芯不可靠接地，则将产生充放电现象，损坏固体绝缘和油质绝缘强度，因此，铁芯必须有一点可靠接地。在大型变压器中，铁芯接地有的是经由一只套管引至油箱外部接地，有的铁芯和夹件分别由两只套管引至油箱外部接地，这是属于正常接地。

但是，如果铁芯在某种位置出现另一点接地时，则称为多点接地，多点接地是铁芯的故障状态。因为变压器铁芯硅钢片之间绝缘总阻值仅几十欧姆，其作用是用来限制涡流，对高压来说，则为通路。故当多点接地时，由两接地点、正常接地导线、铁芯所形成的回路中将会有环流出现。这种环流所产生的热量必将进一步损坏变压器的片间绝缘。多点接地的类型和原因可归结如下：

1）铁芯夹件肢板距芯柱太近，硅钢片翘起触及夹件肢板。2）磁轭螺杆衬套过长，与磁轭硅钢片相碰。

3）潜油泵轴承磨损，金属粉末堆积油箱底部，在电磁引力下形成桥路，使下磁轭与垫脚或箱底接通。

4）铁芯下夹件垫脚与磁轭间的纸板脱落，造成垫脚与硅钢片相碰。5）油箱中有金属异物，如焊条头、钢丝等。

6）下夹件与磁轭阶梯间的木垫块受潮或表面附有大量的油泥，使其绝缘电阻为零。

7）铁芯柱的穿心螺杆或铁轮的夹紧螺杆的绝缘损坏。使穿心螺杆与铁芯叠片连通，造成两点接地。如发现，必须更换，可用厚0.12mm的电缆纸涂以酚醛酒精溶液包缠螺杆，包厚2～3mm，在95℃温度下烘干，然后按原有胶纸管尺寸修整。

（2）片间绝缘损坏。涡流损耗与硅钢片厚度的平方成正比，硅钢片厚度增加1倍，损耗增加4倍。发热后，会使邻近铁芯绝缘更加损坏，同时使油温升高，油色变深，油质劣

化，严重时，会导致瓦斯继电器动作。发现时，应取出损坏部分铁芯，予以涂漆或更换新片。

（3）接地片断裂。变压器在运行中，其内部金属部件会因感应产生悬浮电位，如接地片接地不良或断裂，就会产生断续放电。其原因可能是接地片损坏，或者没有夹紧，发现时，应更换接地片，并将其夹紧。

（4）铁芯松动。如铁芯紧固件松动、铁芯油道内或夹件下面松动，运行中将会出现不正常的震动声和噪音。检修中，应将铁芯紧固零件拧紧。

没有过热的铁芯、硅钢片的颜色是均匀的，如发生局部过热，则铁芯在过热处将出现红褐色的斑痕，如果发生过局部放电，则斑痕更为集中。

（5）铁芯多点接地的测量，有如下两种方法：

1）直流法。如图2 1所示，将原有接地片拆开，在磁轭的两侧的硅钢片上通入6V的直流电，然后，用10V的直流电压表或万能表的相应的直流电压挡测量各级硅钢片间的电压。当电压为零或表针反偏时，则可认为该处有故障接地点。

图2 1 检测多点接地的直流法

图2 2 检测多点接地的交流法

2）交流法。如图2 2所示，将变压器低压绕组接入220～380V交流电，此时铁芯有磁通存在。如有多点接地，毫安表会出现电流。测量时，亦应将原接地片拆开，用毫安表逐级测量磁轭，当毫安表电流为零时，则可认为该点为故障点。

三、绕组故障

1.绕组的常见故障

变压器的主要故障是绕组故障。绕组的故障主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断线、接头开焊和变形移位等。产生这些故障的原因如下：

（1）在制造或检修时，使绕组的局部绝缘受到损害。

（2）运行中因散热不良或长期过载，温度过高使绝缘老化。

（3）压制不紧、机械强度不够，不能经受短路电流的冲击，使绕组变形，绝缘损坏。（4）绕组受潮、绝缘膨胀，将油道堵塞，引起绕组局部过热。

（5）油中水分大，绝缘水平下降，或油面太低，使部分绕组露于空气中未及时处理。32

2.检修要点

（1）观察绕组的绝缘状态。根据运行经验，对绝缘的老化程度可分为四级：1）一级。绝缘良好，绕组的绝缘表面色泽新鲜，用手按时富有弹性。

2）二级。绝缘一般，尚可应用，色泽略暗，绝缘稍硬，但用手按时无开裂脱落现象。3）三级。绝缘已不可靠，色泽较暗，用手按时发生微小裂纹和不大的变形。

4）四级。绝缘劣化，色泽变暗，手按时发生开裂、变形与脱落现象，已不能用。

（2）在大修过程中，应仔细检查绕组的绝缘状态，清除绕组内的杂物和污泥。在绝缘色泽略暗处，可涂以绝缘漆，以加强受损处的绝缘。

（3）用测直流电阻并和以往测定值相比较来确定绕组是否有匝间短路。因为绕组匝间短路会导致变压器的空载电流和空载损耗增加，所以也可用测空载电流、空载损耗、直流电阻以及进行油的色谱分析来综合加以判断。如果匝间短路点不易找到，可在空气中对绕组施加10%～20%的额定电压，这时匝间短路处会冒烟。

（4）测定绕组的绝缘电阻。在变压器检修前后，以及干燥时，应用2500V摇表，测各绕组对地，以及绕组之间的绝缘电阻与吸收比。所谓吸收比为测量绝缘电阻时60s的读数（R_60″）与15s的读数（R_15″）的比值。绝缘良好的变压器在温度为10～30℃时，R_60″/R_15″≥1.3。绕组的绝缘电阻通常应大于500MΩ，且不应低于初次测得值的70%。按《电力变压器运行规程》要求，对油浸电力变压器绕组的绝缘电阻的允许值见表2 7。合格与否应以浸入油中所测得的数值为准，注油后应静放5～6h再进行测量。

表2 7

油浸电力变压器绕组的绝缘电阻允许值

单位：MΩ

R_60″随温度变化，温度每下降10℃，绝缘电阻约增加1.5倍，不同温度下测得的绝缘电阻可按下式换算，即

R_t2=1.5R_t1╭╰|t₁1-0t₂╮╯|

式中 R_t2———换算至t₂温度下的绝缘电阻；

R_t1———在t₁温度下所测得的绝缘电阻值。

用500～1000V摇表测试铁芯与其夹紧螺丝之间的绝缘电阻，应不低于10MΩ。

（5）绕组直流电阻的测量。为检查回路的完善性以及分接开关的接触情况，可应用电桥测量分接开关在不同分接位置上各相绕组的直流电阻。测量必须在绕组温度已趋于稳定时进行，并记录好油温及环境温度。测量必须谨慎、仔细，稍有误差将会导致结果的错误。比较电阻值时，应按下式换算至同一温度下的阻值，公式为

R_t2=R_t1235+T₂

235+T₁

式中 R_t2———换算至T₂温度下的电阻值；

R_t1———T₁温度下的阻值。

测得各相绕组在相同分接位置下的直流电阻值，其相互差数，以及与出厂值比较不得超过±2%。差值较大，多因分接开关触头接触不良所致，应在反复多次变动分接位置后再行测量，以便判断是否为绕组本身的缺陷。

四、绕组套装

（1）拆卸上夹件夹紧螺栓和夹件，逐层拆下上铁轭。

（2）套上各相低压绕组，用楔木在芯柱四侧将绕组楔紧。（3）套上各相高压绕组，并将高低压绕组楔紧。

（4）插装上轭片，恢复上铁轭和上夹件。

（5）焊接低压绕组中性点，并做好各引线头。（6）变压器全部组装、注油。

（7）按规定进行各项试验并做记录。