第三節 變壓器芯體的檢修

一、變壓器的吊芯1.起吊的準備工作

起吊是變壓器吊芯時的關鍵步驟，必須有組織、有指揮地進行。所有起吊人員必須堅守崗位，各行其職，服從指揮，防止忙亂。起吊的準備工作如下：

（1）收集和核對變壓器在運行中已暴露出來的各種缺陷，并了解缺陷在目前存在的狀態和嚴重的程度，制定缺陷的消除對策。

（2）根據缺陷情況，制定檢修的技術措施，確定檢修方法，解決器材、工具和特殊的檢修工藝等。應將制定的專門的安全技術和組織措施告知有關工作人員；共同研究實施的可能性。除常規檢修標準項目外，如需要時還應確定特殊檢修項目。

（3）準備檢修用場地和工具。要求吊芯現場的周圍環境整潔，無雨水侵襲的可能，準備必要的吊芯起重工具，起吊能力應與器身荷重相適應。如需將全部變壓器油從油箱內放

出，應事先準備好盛油的器具及其放置的場地；壓力濾油機、過濾、烘箱等。

（4）根據檢修工作量的大小及時間要求，要相應地組織檢修力量，在檢修前應組織討論檢修的項目相技術措施等。

（5）準備檢修器材。在檢修過程中，需用的設備和材料，都應預先列出清單、在檢修前達到現場；并查對數量、質量和規格。它們都應符合技術要求。

在起吊前，應詳細校對起吊設備的起重能力，對起吊所用的工具、導鏈、鋼絲繩、掛鉤等必須仔細地進行檢查，要求具有相當的安全系數。在變壓器起吊工作中，因鋼絲繩強度不夠而發生重大事故是有先例的，應引以為戒。當采用臨時吊架時，對吊架的穩定度以及拉繩質量要進行詳細的檢查，并核對吊架的高度是否能滿足起吊的要求。

工作架的高度可略低于油箱沿，應有足夠的寬度和穩定度，可同時站3～4人。2.起吊工作的步驟

完成起吊的準備工作之后，可按下述步驟進行工作：（1）拆除變壓器外部連接線。

（2）根據現場設備條件，做表2 6中1、4、5、6、7等項試驗，并作記錄。若試驗結果按《電氣設備預防性試驗規程》要求不合格，或顯著地劣于前次試驗的結果，應將不合格項目列為重要檢修項目。

表2 6

電力變器的試驗項目和周期

續表

注 對于560kVA及以下的變壓器，無需進行1、5、6、7、10、11、12、13等項試驗，但在更換繞組后、仍應行1

和12兩項。

（3）放變壓器油。鐘罩式變壓器，要將油全部放盡，固定散熱管的油箱式變壓器放至油面略低于箱沿即可。裝有可拆卸散熱器的變壓器，需要拆卸散熱器時，要將散熱器兩端蝶閥關閉，再從散熱器下端的放油塞將散熱器內的油放盡。如散熱器內的油放不完，說明蝶閥關閉不嚴，還要將油放至散熱器下端連接管以下。

（4）拆除有礙起吊的部件，如油枕、防爆管、瓦斯繼電器、套管、測溫器等，必要時還要拆除散熱器和熱虹吸凈油器等。還需拆除控制電纜以及風冷變壓器的風扇電源電纜。

（5）卸下油箱沿螺栓。當上述各項工作做完，起重設備審視穩妥之后，即可進行起吊。4000kVA及以上的變壓器，其器身較重，箱蓋板較長，應將箱蓋板和器身分開來起吊，以免箱蓋板變形。器身起吊后，用枕木將其墊穩在油箱沿上，并使吊索在略受力的狀態之下，嚴禁將器身懸吊在空中檢修。如果油箱內尚有作業，則應將器身置于干凈的塑料布上，用枕木墊穩。對鐘罩式變壓器而言，應將鐘罩吊至近旁，嚴禁把鐘罩懸吊在器身上方進行器身檢修。

吊芯應注意以下問題：

（1）變壓器起吊工作，應在清潔、干燥的場所進行，特別是室外起吊，應選擇良好的天氣，并且應是無煙塵、水氣的地點。為防止器身的絕緣吸潮降低其絕緣強度，根據《電力變壓器運行規程》要求，器身在空氣中的停留時間（從開始放油時器身與外部空氣相接觸的時刻算起，至注油開始為止，注油時間不包括在內），當空氣中的相對濕度不超過65%時為16h；當空氣中的相對濕度不超過75%時為12h。當空氣濕度達75%時，不宜吊芯。如任務緊迫，必須在相對濕度大于75%時吊芯，則應該對變壓器器身加溫，使器身溫度高出環境溫度10℃以上，或者保持室內溫度比大氣溫度高出10℃而且芯子溫度不低于室內溫度，以免受潮。

（2）起吊之前，必須詳細檢查鋼絲強度和掛鉤的可靠性。每根吊繩與鉛垂線之間的夾角不得大于30°，以免鋼絲繩受張力過大，或將吊環拉彎。

（3）起吊時應有專人指揮，油箱四角要有人監視并有防止鐘罩或器身在空中擺動的措施，確保垂直升降，以防碰撞損壞鐵芯、繞組及絕緣等部件。

（4）變壓器器身裝入油箱后應立即注入變壓器油，以免器身直接與空氣接觸時間太長，吸收空氣中的水分而受潮。

二、器身的檢修

統計資料表明，因鐵芯問題造成故障，居變壓器總事故中的第三位，因此，對變壓器鐵芯的檢修應給以充分的重視。變壓器鐵芯常發生下列故障：①鐵芯片間絕緣損壞，通常表現為空載損失增大，油溫升高，油色變深，油質變壞（閃光點降低，酸價增高，擊穿電壓降低）。通常是由于受劇烈震動，鐵芯片間摩擦，鐵芯片間絕緣老化，或有局部損壞引起。處理方法：吊出器身進行外觀檢查，也可用直流電壓、電流法測片間絕緣電阻。如不合格應進行大修。②鐵芯片間絕緣燒毀，通常表現為瓦斯繼電器內有氣體，信號動作，油色變黑，并有特殊氣味，溫度升高。原因是鐵芯的穿心螺栓絕緣損壞，螺栓與鐵芯片短路引起絕緣損壞，鐵芯兩點接地引起。處理方法：同①。③鐵芯松動后出現不正常震動聲或噪音。其原因是鐵芯油道內或夾片下面有未夾緊的自由端，鐵芯的緊固件松動，鐵芯有雜物。處理方法：將自由端用紙板塞緊壓住，檢查緊固件并予以緊固。

下面介紹發生其他故障時的處理方法：

（1）鐵芯的多點接地。在變壓器運行時，繞組和油箱之間存在著電場，而鐵芯及其夾件等金屬構件皆處于該電場之中，由于電容分布不均，場強各異，如鐵芯不可靠接地，則將產生充放電現象，損壞固體絕緣和油質絕緣強度，因此，鐵芯必須有一點可靠接地。在大型變壓器中，鐵芯接地有的是經由一只套管引至油箱外部接地，有的鐵芯和夾件分別由兩只套管引至油箱外部接地，這是屬于正常接地。

但是，如果鐵芯在某種位置出現另一點接地時，則稱為多點接地，多點接地是鐵芯的故障狀態。因為變壓器鐵芯硅鋼片之間絕緣總阻值僅幾十歐姆，其作用是用來限制渦流，對高壓來說，則為通路。故當多點接地時，由兩接地點、正常接地導線、鐵芯所形成的回路中將會有環流出現。這種環流所產生的熱量必將進一步損壞變壓器的片間絕緣。多點接地的類型和原因可歸結如下：

1）鐵芯夾件肢板距芯柱太近，硅鋼片翹起觸及夾件肢板。2）磁軛螺桿襯套過長，與磁軛硅鋼片相碰。

3）潛油泵軸承磨損，金屬粉末堆積油箱底部，在電磁引力下形成橋路，使下磁軛與墊腳或箱底接通。

4）鐵芯下夾件墊腳與磁軛間的紙板脫落，造成墊腳與硅鋼片相碰。5）油箱中有金屬異物，如焊條頭、鋼絲等。

6）下夾件與磁軛階梯間的木墊塊受潮或表面附有大量的油泥，使其絕緣電阻為零。

7）鐵芯柱的穿心螺桿或鐵輪的夾緊螺桿的絕緣損壞。使穿心螺桿與鐵芯疊片連通，造成兩點接地。如發現，必須更換，可用厚0.12mm的電纜紙涂以酚醛酒精溶液包纏螺桿，包厚2～3mm，在95℃溫度下烘干，然后按原有膠紙管尺寸修整。

（2）片間絕緣損壞。渦流損耗與硅鋼片厚度的平方成正比，硅鋼片厚度增加1倍，損耗增加4倍。發熱后，會使鄰近鐵芯絕緣更加損壞，同時使油溫升高，油色變深，油質劣

化，嚴重時，會導致瓦斯繼電器動作。發現時，應取出損壞部分鐵芯，予以涂漆或更換新片。

（3）接地片斷裂。變壓器在運行中，其內部金屬部件會因感應產生懸浮電位，如接地片接地不良或斷裂，就會產生斷續放電。其原因可能是接地片損壞，或者沒有夾緊，發現時，應更換接地片，并將其夾緊。

（4）鐵芯松動。如鐵芯緊固件松動、鐵芯油道內或夾件下面松動，運行中將會出現不正常的震動聲和噪音。檢修中，應將鐵芯緊固零件擰緊。

沒有過熱的鐵芯、硅鋼片的顏色是均勻的，如發生局部過熱，則鐵芯在過熱處將出現紅褐色的斑痕，如果發生過局部放電，則斑痕更為集中。

（5）鐵芯多點接地的測量，有如下兩種方法：

1）直流法。如圖2 1所示，將原有接地片拆開，在磁軛的兩側的硅鋼片上通入6V的直流電，然后，用10V的直流電壓表或萬能表的相應的直流電壓擋測量各級硅鋼片間的電壓。當電壓為零或表針反偏時，則可認為該處有故障接地點。

圖2 1 檢測多點接地的直流法

圖2 2 檢測多點接地的交流法

2）交流法。如圖2 2所示，將變壓器低壓繞組接入220～380V交流電，此時鐵芯有磁通存在。如有多點接地，毫安表會出現電流。測量時，亦應將原接地片拆開，用毫安表逐級測量磁軛，當毫安表電流為零時，則可認為該點為故障點。

三、繞組故障

1.繞組的常見故障

變壓器的主要故障是繞組故障。繞組的故障主要有匝間短路、繞組接地、相間短路、斷線、接頭開焊和變形移位等。產生這些故障的原因如下：

（1）在制造或檢修時，使繞組的局部絕緣受到損害。

（2）運行中因散熱不良或長期過載，溫度過高使絕緣老化。

（3）壓制不緊、機械強度不夠，不能經受短路電流的沖擊，使繞組變形，絕緣損壞。（4）繞組受潮、絕緣膨脹，將油道堵塞，引起繞組局部過熱。

（5）油中水分大，絕緣水平下降，或油面太低，使部分繞組露于空氣中未及時處理。32

2.檢修要點

（1）觀察繞組的絕緣狀態。根據運行經驗，對絕緣的老化程度可分為四級：1）一級。絕緣良好，繞組的絕緣表面色澤新鮮，用手按時富有彈性。

2）二級。絕緣一般，尚可應用，色澤略暗，絕緣稍硬，但用手按時無開裂脫落現象。3）三級。絕緣已不可靠，色澤較暗，用手按時發生微小裂紋和不大的變形。

4）四級。絕緣劣化，色澤變暗，手按時發生開裂、變形與脫落現象，已不能用。

（2）在大修過程中，應仔細檢查繞組的絕緣狀態，清除繞組內的雜物和污泥。在絕緣色澤略暗處，可涂以絕緣漆，以加強受損處的絕緣。

（3）用測直流電阻并和以往測定值相比較來確定繞組是否有匝間短路。因為繞組匝間短路會導致變壓器的空載電流和空載損耗增加，所以也可用測空載電流、空載損耗、直流電阻以及進行油的色譜分析來綜合加以判斷。如果匝間短路點不易找到，可在空氣中對繞組施加10%～20%的額定電壓，這時匝間短路處會冒煙。

（4）測定繞組的絕緣電阻。在變壓器檢修前后，以及干燥時，應用2500V搖表，測各繞組對地，以及繞組之間的絕緣電阻與吸收比。所謂吸收比為測量絕緣電阻時60s的讀數（R_60″）與15s的讀數（R_15″）的比值。絕緣良好的變壓器在溫度為10～30℃時，R_60″/R_15″≥1.3。繞組的絕緣電阻通常應大于500MΩ，且不應低于初次測得值的70%。按《電力變壓器運行規程》要求，對油浸電力變壓器繞組的絕緣電阻的允許值見表2 7。合格與否應以浸入油中所測得的數值為準，注油后應靜放5～6h再進行測量。

表2 7

油浸電力變壓器繞組的絕緣電阻允許值

單位：MΩ

R_60″隨溫度變化，溫度每下降10℃，絕緣電阻約增加1.5倍，不同溫度下測得的絕緣電阻可按下式換算，即

R_t2=1.5R_t1╭╰|t₁1-0t₂╮╯|

式中 R_t2———換算至t₂溫度下的絕緣電阻；

R_t1———在t₁溫度下所測得的絕緣電阻值。

用500～1000V搖表測試鐵芯與其夾緊螺絲之間的絕緣電阻，應不低于10MΩ。

（5）繞組直流電阻的測量。為檢查回路的完善性以及分接開關的接觸情況，可應用電橋測量分接開關在不同分接位置上各相繞組的直流電阻。測量必須在繞組溫度已趨于穩定時進行，并記錄好油溫及環境溫度。測量必須謹慎、仔細，稍有誤差將會導致結果的錯誤。比較電阻值時，應按下式換算至同一溫度下的阻值，公式為

R_t2=R_t1235+T₂

235+T₁

式中 R_t2———換算至T₂溫度下的電阻值；

R_t1———T₁溫度下的阻值。

測得各相繞組在相同分接位置下的直流電阻值，其相互差數，以及與出廠值比較不得超過±2%。差值較大，多因分接開關觸頭接觸不良所致，應在反復多次變動分接位置后再行測量，以便判斷是否為繞組本身的缺陷。

四、繞組套裝

（1）拆卸上夾件夾緊螺栓和夾件，逐層拆下上鐵軛。

（2）套上各相低壓繞組，用楔木在芯柱四側將繞組楔緊。（3）套上各相高壓繞組，并將高低壓繞組楔緊。

（4）插裝上軛片，恢復上鐵軛和上夾件。

（5）焊接低壓繞組中性點，并做好各引線頭。（6）變壓器全部組裝、注油。

（7）按規定進行各項試驗并做記錄。