变压器的绕组和铁芯是传递、变换电磁能量的主要部件。保证它们的可靠运行是人们所关注的问题。统计资料表明因铁芯问题造成故障，占变压器总事故中的第三位。制造部门对变压器铁芯缺陷已引起重视，并在铁芯可*接地、铁芯接地监视，以及保证一点接地方面都进行了技术改进。运行部门也把检测和发现铁芯故障提到相当高度。然而，变压器铁芯故障仍屡有发生，其原因主要是由于铁芯多点接地和铁芯接地不良造成。现对两种故障情况的判定及处理方法作一介绍。 
    1.铁芯正常时需要一点接地的原因 
    变压器正常运行时，带电的绕组与油箱之间存在电场，而铁芯和其他金属构件处于该电场中。由于电容分布不均，场强各异，假如铁芯不可*接地，则将产生充放电现象，破坏固体绝缘和油的绝缘强度，所以铁芯必须有一点可靠接地。 
    铁芯由硅钢片组成，为减小涡流，片间有一定的绝缘电阻(一般仅几欧姆至几十欧姆)，由于片间电容极大，在交变电场中可视为通路，因而铁芯中只需一点接地即可将整叠的铁芯叠片电位箝制在地电位。 
    当铁芯或其金属构件如有两点或两点以上(多点)接地时，则接地点间就会造成闭合回路，它键链部分磁通，感生电动势，并形成环路，产生局部过热，甚至烧毁铁芯。 
    变压器铁芯只有一点接地，才是可*的正常接地。即铁芯必须接地，且必须是一点接地。 
    铁芯故障主要由两个方面原因引起，一是施工工艺不良造成短路，二是由于附件和外界因素引起多点接地。 
    2.铁芯多点接地类型 
    (1)安装变压器竣工后，未将油箱顶盖上运输的定位销翻转过来或去除掉，构成多点接地。 
    (2)由于铁芯夹件肢板距芯柱太近、铁芯叠片因某种原因翘起后，触及到夹件肢板，形成多点接地。 
    (3)铁轭螺杆的衬套过长，与铁轭叠片相碰，构成了新的接地点。 
    (4)铁芯下夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损，使垫脚铁轭处叠片相碰造成接地。 
    (5)具有潜油泵装置的大中型变压器，由于潜油泵轴承磨损，金属粉末进入油箱中，淤积油箱底部，在电磁力作用下形成桥路，将下铁轭与垫脚或箱底接通，形成多点接地。 
    (6)油浸变压器油箱盖上的温度计座套过长，与上夹件或铁轭、旁柱边沿相碰，构成新的接地点。 
    (7)油浸变压器油箱中落入了金属异物，这类金属异物使铁芯叠片和箱体构通，形成接地。 
    (8)下夹件与铁轭阶梯间的木垫块受潮或表面不清洁，附有较多的油泥，使其绝缘电阻值降为零时，构成了多点接地。 
    3.多点接地时出现的异常现象 
    (1)在铁芯中产生涡流，铁损增加，铁芯局部过热。 
    (2)多点接地严重时，又较长时间未处理，变压器连续运行将导致油及绕组也过热，使油纸绝缘逐渐老化。会引起铁芯叠片两片绝缘层老化而脱落，将引起更大的铁芯过热，铁芯将烧毁。 
    (3)较长时间多点接地，使油浸变压器油劣化而产生可燃性气体，使气体继电器动作。 
    (4)因铁芯过热使器身中木质垫块及夹件碳化。 
    (5)严重的多点接地会使接地线烧断，使变压器失去了正常的一点接地，后果不堪设想。 
    (6)多点接地也会引起放电现象。 
    4.多点接地故障的检测 
    铁芯多点接地故障判定方法通常从两方面检测： 
    (1)进行气相色谱分析。色谱分析中如气体中的甲烷及烯烃组分含量较高，而一氧化碳和二氧化碳气体含量和已往相比变化不大，或含量正常，则说明铁芯过热，铁芯过热可能是由于多点接地所致。 
    色谱分析中当出现乙炔气体时，说明铁芯已出现间歇性多点接地。 
    (2)测量接地线有无电流。可在变压器铁芯外引接地套管的接地引线上，用钳形表测量引线上是否有电流。变压器铁芯正常接地时，因无电流回路形成。接地线上电流很小，为毫安级(一般小于0.3A)。当存在多点接地时，铁芯主磁通四周相当于有短路匝存在，匝内流过环流，其值决定于故障点与正常接地点的相对位置，即短路匝中包围磁通的多少。一般可达几十安培。利用测量接地引线中有无电流，很准确地判定出铁芯有无多点接地故障。 
    5.多点接地故障的排除 
    (1)变压器不能停运时的临时排除方法： 
    ①有外引接地线，假如故障电流较大时，可临时打开地线运行。但必须加强监视，以防故障点消失后使铁芯出现悬浮电位。 
    ②假如多点接地故障属于不稳定型，可在工作接地线中串入一个滑线电阻，使电流限制在1A以下。滑线电阻的选择，是将正常工作接地线打开测得的电压除以地线上的电流。 
    ③要用色谱分析监视故障点的产气速率。 
    ④通过测量找到确切的故障点后，假如无法处理，则可将铁芯的正常工作接地片移至故障点同一位置，用以较大幅度地减少环流。 
    (2)彻底检修措施。监测发现变压器存在多点接地故障后，对于可停运的变压器，应及时停运，退出后彻底消除多点接地故障。排除此类故障的方法，根据多点接地类型及原因，应采取相应的检修措施。但也有某些情况，停电吊芯后找不到故障点，为了能确切找到接地点，现场可采用如下方法。 
    ①直流法。将铁芯与夹件的连接片打开，在轭两侧的硅钢片上通入6V的直流，然后用直流电压表依次测量各级硅钢片间的电压，当电压等于零或者表指示反向时，则可认为该处是故障接地点。 
    ②交流法。将变压器低压绕组接入交流电压220～380V，此时铁芯中有磁通存在。假如有多点接地故障时，用毫安表测量会出现电流(铁芯和夹件的连接片应打开)。用毫安表沿铁轭各级逐点测量，当毫安表中电流为零时，则该处为故障点。

电力系统二次设备带电清洗

       一、什么是电力设备带电清洗？
      带电清洗技术是指对不能停电、不宜停电、阶段性断电并即时恢复的运行中的电力、通信、信息等精密电气设备，由专业技术人员使用专业仪器、工具遵循专业操作规程作业，迅速彻底清除电路表面及深层的各种灰尘、油污、潮气、盐份、炭渍、酸碱气体等污垢，消除由于综合污染所引起的“软性故障”，提高这些设备的运行安全可靠性，使它们恢复到最佳的工作状态，并延长设备的使用寿命，达到节能环保的目的。

      二、带电清洗的必要性

     1. 电力设备长期运行的问题
       电力变电站(所)(发电厂)内的各类二次设备,如继电器、端子箱、配电屏(柜)、保护屏(柜)、控制屏(柜)、测控屏(柜)、公用设备屏(柜)等设备，均处于长期运行状态。环境中的灰尘、油污、盐分、金属尘埃、带电粒子等综合污染物，在电磁场、静电的作用下吸附在设备、引线、连接储点、元器件和印刷电路板上的表面、深层和各部位。 

      2. 污垢的危害
      绝缘性下降，增加安全隐患 
      环境中的灰尘沉积常会在设备表面形成一层污染层，其中的污垢包括金属微粒、油污、尘土及酸、碱、盐等电解质，当污垢遇到潮湿环境时污垢层的导电性就会增强、绝缘性下降。 
      加大电阻，导致设备过热
      裸露的金属导线表面与空气中氧气作用会生成氧化物，这些金属氧化物的绝缘阻值较高，会导致接触点的的电阻加大，近而在工作过程中引起触点温度升高并加剧氧化，严重到一定程度就会发生跳火现象。
      引发放电，导致安全事故
      设备附近以因静电作用使微尘发生极化甚至电离，吸附在带电体表面的极化微尘延伸到一定程度，就容易引起放电。  
      腐蚀设备，降低设备寿命
      电力系统二次设备运行的外部环境复杂，污垢中含有的酸、碱、盐等电解质在潮湿环境中，容易产生各种电化学反应，造成对设备的腐蚀和损坏。
      降低精密设备工作的稳定性
      随着精密设备和仪器的大量使用，元器件和印刷电路板上的表面、深层和各部位的污垢导致的微电路，会导致精密设备工作的不稳定性，导致无法预期和排查的问题。

      3. 静电的危害

       众所周知任何设备在正常运行时都会产生静电，然而静电放电时引发的元器件击穿是电子工业最普遍也是最为严重的危害；由于静电击穿分为硬击穿和软击穿两种，硬击穿即是一次性造成元器件介质击穿、烧毁或永久性失效；软击穿则是造成元器件的性能劣化或技术参数指标大大下降。如此，静电所造成的各种巨大危害已危及各个技术领域。

      三、传统清洗方式的问题

      在人们发现灰尘对设备的危害后，开始使用各种方式对电子设备内部进行清洗。但是传统的清洗维护方法相当落后：用"皮老虎"吹拂,用小毛刷掸刷,用酒精棉球擦拭等等,效率很低,清洗效果差,而且还会带来很多不好的后患，由于等化学品的腐蚀,容易造成线路板和元器件的损伤。手工操作还可能对元器件造成破坏性的损伤,安全性没有保障，而且很多隐蔽部位无法触及,不能彻底清除污染物。设备维护工作量极大。清洗不干净,使设备清洗周期缩短,维护成本反而更高。
      对电力二次设备定期进行清洁维护是十分必要的(电力二次设备维护管理规定有明确要求),但传统的维护手段无法彻底清除各类综合污染物且工作量大、周期长、效率低。同时非专业的清洗剂、清洗设备的使用，也容易导致在清洗过程中对工作人员的安全危害。

      四、如何保证带电清洗的安全性

      实施带电清洗的首要条件就是安全性问题，保证人身及设备的安全是带电清洗首要的和最重要的任务，公司从以下几个方面保证带电清洗的安全性： 
      1. 产品保证
      做为带电清洗剂的产品，必须满足安全性能、腐蚀性能、动态性能等七个方面的性能指标，带电清洗剂的生产、运输及使用过程，均按照ISO9001和ISO14001的标准，严格控制产品质量， 保证清洗剂产品满足带电清洗的需要。
      2.技术保证 
      从清洗前的设备环境参数，清洗对象的基本状况，到整个清洗过程的动态变化，均按照全程数据监控体系的要求，使带电清洗的整个过程均处于数据化的受控状态。经验丰富、技术全面的技术人员和先进的清洗工艺，是带电清洗施工安全的保证。
      3.质量保障体系保证
      通过不断完善的现场施工质量保障体系，规范现场操作施工人员的行为，严格按照标准的程序组织施工，使施工过程中的测试和监控数据，得到完整的记录，保障带电清洗的安全

      五、带电清洗剂的技术要求 
      1. 安全性能
       A、 无闪点，60℃以下未检测到
       B、 燃烧性：不燃烧
       C、 清洗时温度变化：无凝露现象产生
       D、 清洗时的冰晶效应：无
       2. 电性能
       A、 耐压强度：25KV~35KV
       B、 绝缘电阻：1 x 1013?
       C、 动态绝缘值：对设备连续喷射5秒钟绝缘值应在1兆欧以上
       3. 腐蚀性能
       A、 对所有的金属无锈蚀
       B、 对塑料均无异常变化
       C、 残留量 ：0.00000
       D、 PH值：中性 
       4.清洗能力： 
       对名种极性、非极性物质都有很好的清洗能力。KB值>68
       5. 环保性能：
       A、联合国环境规划署指定的关于消耗臭氧层物质： 无
       B、清洗剂在大气中的寿命： <10年
       C、臭氧耗减潜能值（ODP） ≤0.03
       D、全球变暖潜能值（GWP） ≤0.1


       六、带电化学清洗电力设备与停电设备清洗的经济效益浅析
       电力设备的清洗，分为三种工作状态。其一是全部(厂)电力设备停电作业，设备检修试验与清洗等工作；其二是部分设备停电作业(邻近设备带电，包括设备清洗作业)；其三是全站(厂)电力设备不停电作业(带电作业)，当然清洗也是一种检修内容之一。
       1. 设备的清洗作业，前两种是停电作业：
       停电清洗电力设备，从经济上来讲，有它的优势和不足。其优势是清洗的成本较低，仅是人工费，不消耗清洗剂，不用比较复杂的工具，从某些方面讲，清洗的有效停电时间不长，可用普通工进行作业。另一方面，它也有缺点和不足之处，首先是停电清洗要把设备从运行状态停下来，需要较多的停电准备工作时间，另外还要与电力调度部门取得联系，能否停电与什么时间停电，按停电申请票时间与停电范围，由设备主人进行联系和进行刀闸操作，这要得到调度员的许可才能进行，并按命令填好操作票，然后再进行核对和验电工作，在无电的情况下，在停电设备的两侧装好接地线，经值班员亲自触摸设备无电后，清洗工作人员在现场设置围栏，方可进行工作清洗。停电清洗的有效时间较短，但停电时间所占的安全措施设置却较长，稍微精力不集中，还有可能发生误操作事故，有可能危及人身和运行设备的安全。影响其他运行设备的正常经济运行，影响售电量是小事，影响整体电网的安全经济运行所造成的损失就是大事了，这不可能用简单的数据来衡量。
      按安全运行(n-1)准则，对运行中的设备也有一定的威胁。如一个110kv变电站，它有两台电力变压器(2*150MVA)并联运行，每台变压器经济运行负荷一般为额定容量的70%-80%，这是较佳的运行方式。如果一台变压器要停电进行维修，势必先要打破这种安全经济运行方式，按安全运行的原则(n-1)，停一台变压器安全的系数就要降低一个等级；另外一台变压器运行，可带另一台停电变压器负荷的10%-20%，但是这种超负荷运行，要增加铜损和铁损。又因超负荷运行，还会影响变压器的温升。时间长了(<8h)，对变压器的寿命和绝缘会产生一定的影响。按停电4小时计算，按停一台变压器10000KW 考虑，只算影响售电量一项有40000kwh,按中等经济地区的工业产值的(8.0元/KWH)，直接和间接的经济收入将损失几十万元，再考虑到社会政治影响就更无法计算它的损失，是一个因小失大的不可取的方法。
      现在科技在进步，采用带电化学的清洁技术方法，应该是安全和有效的。从经济上讲也不会增加多少运行成本，应该进行试点和逐步推广使用，这里主要存在的就是一个消费观念问题。
       2. 带电清洁绝缘护理的优点和效益：
       带电化学清洗有它的优缺点，任何事情都要看到它的主流，都要进行具体分析，它优点多于它的缺点，逐步认识和使用它，这是社会发展和进步的趋势。 
       在清洗运行设备中不需要停电，这里有较大的经济效益，并且在清洗中设备安全、人身安全、清洗效果佳，这是停电清洗和其它清洗方法(如水)所不能达到的效果。 

       带电化学清洗是使用专业研制的机电设备清洗剂，这种专用清洗剂应用射流技术清洗具有较高的冲击力，同时由于清洗剂的性能优良，它有很强的渗透力、溶解力和挥发力。所以它的清洗效果较好，且在被清洗设备上不留任何残留物，清洗的深度较佳，对设备的死角及其微小的缝隙都能渗入不留后患。 
      对清洗室内设备及二次线、插接件都有良好的效果，这是停电清洗所无能为力的。

低压交流接触器主要用于通断电气设备电源，可以远距离控制动力设备，在接通断开设备电源时避免人身伤害。交流接触器的选用对动力设备和电力线路正常运行非常重要。

 　　1、交流接触器的结构与参数 
　　一般使用中要求交流接触器装置结构紧凑，使用方便，动静触头的磁吹装置良好，灭弧效果好，最好达到零飞弧，温升小。按照灭弧方式分为空气式和真空式，按照操动方式分为电磁式、气动式和电磁气动式。
 　　接触器额定电压参数分为高压和低压，低压一般为380V，500V，660V，1140V等。
 　　电流按型式分为交流、直流。电流参数有额定工作电流、约定发热电流、接通电流及分断电流、辅助触头的约定发热电流及接触器的短时耐受电流等。一般接触器型号参数给出的是约定发热电流，约定发热电流对应的额定工作电流有好几个。比如CJ20-63，主触头的额定工作电流分为63A，40A，型号参数中63指的是约定发热电流，它和接触器的外壳绝缘结构有关，而额定工作电流和选定的负载电流、电压等级有关。

 　　交流接触器线圈按照电压分为36、127、220、380V等。接触器的极数分为2、3、4、5极等。辅助触头根据常开常闭各有几对，根据控制需要选择。
 　　其他参数还有接通、分断次数、机械寿命、电寿命、最大允许操作频率、最大允许接线线径以及外形尺寸和安装尺寸等。接触器的分类见表1 表1 常用接触器类型 使用类别代号 适用典型负载举例 典型设备 AC－1 无感或微感负载，电阻性负载 电阻炉，加热器等 AC－2 绕线式感应电动机的启动、分断 起重机，压缩机，提升机等 AC－3 笼型感应电动机的启动、分断 风机，泵等 AC－4 笼型感应电动机的启动、反接制动或密接通断电动机 风机，泵，机床等 AC－5a 放电灯的通断 高压气体放电灯如汞灯、卤素灯等 AC－5b 白炽灯的通断 白炽灯 AC－6a 变压器的通断 电焊机 AC－6b 电容器的通断 电容器 AC－7a 家用电器和类似用途的低感负载 微波炉、烘手机等 AC－7b 家用的电动机负载 电冰箱、洗衣机等电源通断 AC－8a 具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机的电动机 压缩机 AC－8b 具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机的电动机 压缩机 

　　2、交流接触器的选用原则 接触器作为通断负载电源的设备，接触器的选用应按满足被控制设备的要求进行，除额定工作电压与被控设备的额定工作电压相同外，被控设备的负载功率、使用类别、控制方式、操作频率、工作寿命、安装方式、安装尺寸以及经济性是选择的依据。选用原则如下：

 　　（1）交流接触器的电压等级要和负载相同，选用的接触器类型要和负载相适应。
 　　（2）负载的计算电流要符合接触器的容量等级，即计算电流小于等于接触器的额定工作电流。接触器的接通电流大于负载的启动电流，分断电流大于负载运行时分断需要电流，负载的计算电流要考虑实际工作环境和工况，对于启动时间长的负载，半小时峰值电流不能超过约定发热电流。
 　　（3）按短时的动、热稳定校验。线路的三相短路电流不应超过接触器允许的动、热稳定电流，当使用接触器断开短路电流时，还应校验接触器的分断能力。

 　　（4）接触器吸引线圈的额定电压、电流及辅助触头的数量、电流容量应满足控制回路接线要求。要考虑接在接触器控制回路的线路长度，一般推荐的操作电压值，接触器要能够在85～110％的额定电压值下工作。如果线路过长，由于电压降太大，接触器线圈对合闸指令有可能不起反映；由于线路电容太大，可能对跳闸指令不起作用。
 　　（5） 根据操作次数校验接触器所允许的操作频率。如果操作频率超过规定值，额定电流应该加大一倍。
 　　（6）短路保护元件参数应该和接触器参数配合选用。选用时可参见样本手册，样本手册一般给出的是接触器和熔断器的配合表。 　　接触器和空气断路器的配合要根据空气断路器的过载系数和短路保护电流系数来决定。接触器的约定发热电流应小于空气断路器的过载电流，接触器的接通、断开电流应小于断路器的短路保护电流，这样断路器才能保护接触器。实际中接触器在一个电压等级下约定发热电流和额定工作电流比值在1～1.38之间，而断路器的反时限过载系数参数比较多，不同类型断路器不一样，所以两者间配合很难有一个标准，不能形成配合表，需要实际核算。

 　　（7）接触器和其它元器件的安装距离要符合相关国标、规范，要考虑维修和走线距离。 

        3、不同负载下交流接触器的选用
 　　为了使接触器不会发生触头粘连烧蚀，延长接触器寿命，接触器要躲过负载启动最大电流，还要考虑到启动时间的长短等不利因数，因此要对接触器通断运行的负载进行分析，根据负载电气特点和此电力系统的实际情况，对不同的负载启停电流进行计算校合。

 　　3.1控制电热设备用交流接触器的选用 这类设备有电阻炉、调温设备等，其电热元件负载中用的绕线电阻元件，接通电流可达额定电流的1.4倍，如果考虑到电源电压升高等，电流还会变大。此类负载的电流波动范围很小，按使用类别属于AC-1，操作也不频繁，选用接触器时只要按照接触器的额定工作电流Ith等于或大于电热设备的工作电流1.2倍即可。 

        3.2控制照明设备用的接触器的选用
 　　照明设备的种类很多，不同类型的照明设备、启动电流和启动时间也不一样。此类负载使用类别为AC-5a或AC-5b.如果启动时间很短，可选择其发热电流Ith等于照明设备工作电流1.1倍。启动时间较长以及功率因数较低，可选择其发热电流Ith比照明设备工作电流大一些。表2为不同照明设备用接触器选用原则。 表2 不同照明设备用接触器选用原则 序号 照明设备名称 启动电源 功率因数 启动时间 接触器选用原则 1 白炽灯 15Ie 1 Ith≥1.1 Ie 2 混合照明 1.3 Ie ≈1 3 Ith≥1.1 ×1.3Ie 3 荧光灯 ≈2.1 Ie 0.4～0.6 Ith≥1.1 Ie 4 高压水银灯 ≈1.4 Ie 0.4～0.6 3～5 Ith≥1.1 ×1.4Ie 5 金属卤素灯 1.4 Ie 0.4～0.5 5～10 Ith≥1.1 ×2Ie 6 带功率印数补偿的灯 20Ie 0.5～0.6 5～10 按补偿电容启动电流选用

 　　3.3控制电焊变压器用接触器的选用
 　　当接通低压变压器负载时，变压器因为二次侧的电极短路而出现短时的陡峭大电流，在一次侧出现较大电流，可达额定电流的15～20倍，它与变压器的绕组布置及铁心特性有关。当电焊机频繁地产生突发性的强电流，从而使变压器的初级侧的开关承受巨大的应力和电流，所以必须按照变压器的额定功率下电极短路时一次侧的短路电流及焊接频率来选择接触器，即接通电流大于二次侧短路时一次侧电流。此类负载使用类别为AC-6a. 

       3.4电动机用接触器的选用
 　　电动机用接触器根据电动机使用情况及电动机类别可分别选用AC-2～4，对于启动电流在6倍额定电流，分断电流为额定电流下可选用AC-3，如风机水泵等，可采用查表法及选用曲线法，根据样本及手册选用，不用再计算。
 　　绕线式电动机接通电流及分断电流都是2.5倍额定电流，一般启动时在转子中串入电阻以限制启动电流，增加启动转矩，使用类别AC-2，可选用转动式接触器。
 　　当电动机处于点动、需反向运转及制动时，接通电流为6Ie，使用类别为AC-4，它比AC-3严酷的多。可根据使用类别AC-4下列出电流大小计算电动机的功率。公式如下：
 　　Pe=3UeIeCOS￠η, 　　Ue：电动机额定电流，Ie：电动机额定电压，COS￠：功率因数，η：电动机效率。
 　　如果允许触头寿命短，AC-4电流可适当加大，在很低的通断频率下改为AC-3类。

 　　根据电动机保护配合的要求，堵转电流以下电流应该由控制电器接通和分断。大多数Y系列电动机的堵转电流≤7Ie，因此选择接触器时要考虑分、合堵转电流。规范规定：电动机运行在AC-3下，接触器额定电流不大于630A时，接触器应当能承受8倍额定电流至少10秒。

 　　对于一般设备用电动机，工作电流小于额定电流，启动电流虽然达到额定电流的4～7倍，但时间短，对接触器的触头损伤不大，接触器在设计时已考虑此因数，一般选用触头容量大于电动机额定容量的1.25倍即可。对于在特殊情况下工作的电动机要根据实际工况考虑。如电动葫芦属于冲击性负载，重载启停频繁，反接制动等，所以计算工作电流要乘以相应倍数，由于重载启停频繁，选用4倍电动机额定电流，通常重载下反接制动电流为启动电流2倍，所以对于此工况要选用8倍额定电流。