0引言
某电解铝厂， 电解一个系列共配置6台220kV调压整流变和12台大功率整流柜，为电解生产提供稳定可靠的直流电。其中调压整流变分为调变和主变两部分，调变：降压,主变：移相,型号为：ZHDFPTB-92460/220;整流柜：交流变为直流，型号：ZHWF-2*33kA/1200V。
通过某电解铝厂调压整流变夹件绝缘低故障实例，分析判断夹件绝缘降低的原因。
1 变压器铁芯夹件的结构
铁芯室变压器中的磁路部分，通常由含硅量较高，厚度分别为0.35mm/0.3mm/0.27mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成，铁芯结构的基本形式有心式和壳式，变压器铁芯夹件（夹紧结构）属于变压器的主要零部件，与铁芯结构形成了变压器内部骨架，其结构特征是：在铁芯的上铁轭、下铁轭的两侧分别各装有上金属和下金属夹件，两金属夹件之间用金属连接，套在铁芯柱上的绕组轴向固定在上夹件和下夹件间，绕组的引线通过绝缘支架固定在上夹件或下夹件上，铁芯的下铁轭下垫垫脚绝缘（通常铁芯与夹件之间往往只有两三张厚1.5mm左右的绝缘纸），并将两下夹件固定在垫脚上（通常下夹件与变压器底部之间也只有一块厚3cm左右的高密度层压木板或垫两三张厚1.5mm的绝缘纸，并在下侧垫橡皮垫。）四周垫绝缘木块；在位于铁芯柱两侧的上夹件和下夹件间分别各装有绝缘拉板。油纸绝缘的变压器中，其绝缘夹件用高密度层压木板。
一般大中型油浸式变压器铁芯和夹件接地均是从上部通过小套管引出，为了便于在线监测，通过小瓷瓶引致油箱下部接地，铁芯夹件引出接地是因为变压器正常运行时，绕组周围存在电场，而铁芯和夹件等金属构件处于该电场之中，且场强各异。若铁芯不可靠接地，则产生充放电现象，损坏其固体和油绝缘。因此，铁芯必须有一点可靠接地，如果铁芯由于某种原因在某位置出现另一点接地时，形成闭合回路，则正常接地的引线上就会产生环流，这就是人们常说铁芯多点接地故障。变压器铁芯多点接地后，一方面会造成铁芯局部短路过热，严重时会造成铁芯局部短路过热，严重时会造成铁芯局部烧损，酿成更换铁芯硅钢片的重大故障；另一方面由于铁芯的正常接地线产生环流，引起变压器局部过热，也可能产生放电性故障。
2 铁芯夹件绝缘降低的原因和危害
2.1铁芯、夹件绝缘降低的原因
1）水分和潮湿空气进入变压器导致绝缘油和绝缘材料性能降低，是引发变压器绝缘、铁芯夹件绝缘降低的主要原因。
2）由于安装检修工艺质量不良、产品密封结构或质量缺陷、密封部件老化、运行维护不到位等造成。
3）绝缘油中存在某种杂质、杂物影响内部电场分布，这主要是由于安装或检修时内部处理不干净或遗留物（铁丝、工具等）、内部部件老化脱落沉淀形成油泥等造成。
4）绝缘油和绝缘材料老化，这主要是由于产品质量和运行工况不良或运行维护不到位等造成。
2.2铁芯、夹件降低的危害
由于铁芯夹件绝缘下降极易造成铁芯夹件两点或多点接地，铁芯夹件绝缘降低往往预示着内部（特别是底部）绝缘在恶化，特别是局部绝缘（如层间绝缘）的下降还不容易发现，严重威胁变压器的安全运行。
3.实际案例
某电电解铝厂，2019年3月在对1#调压整流变检修预防性试验时，用2500V摇表摇测铁芯及夹件对地绝缘电阻时，铁芯对地绝缘电阻2500兆欧，夹件对地绝缘电阻0.1兆欧，随即对变压油进行了简化和色谱试验，变压器油中溶解气体含量和微水含量均合格；当变压器上层油温逐渐降低后，夹件对地绝缘电阻逐步升高。
立即进行变压器放油钻检工作，检修时发现变压器上层夹件与箱体定位之间沾满变压器油泥，随后对油泥清理后，并使用1.5mm厚绝缘纸进行了绝缘加强。对变压器夹件对地绝缘测试恢复正常。
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变压器内部夹件绝缘接地部位
4.铁芯夹件绝缘降低的判断和处理
1）当铁芯对地、铁芯对夹件绝缘电阻较高（100兆欧以上），而夹件对地绝缘电阻很低（10兆欧以下）时，基本可以判断变压器底部存在水分，只对夹件底部绝缘材料产生影响，有条件时可将上下夹件脱开进行测量，并对油箱底部（较困难）进行取油样检测，做进一步判断。此类故障表明变压器底部已受潮，变压器可能存在一定程度的水分进入通道，需找出受潮原因，同时对底部受潮木板进行更换处理（其它防范效果不佳），必要时再进行热油循环，彻底排除内部潮气。
2）当铁芯对地、夹件对地绝缘电阻较高（100兆欧以上），而夹件对铁芯绝缘电阻很低（10兆欧以下）时，基本可以判断变压器夹件与铁芯间的几毫米厚的油浸绝缘纸或油道存在脏污。此类故障表明铁芯和夹件间绝缘存在问题，其间绝缘可能存在脏污或局部受潮，此类故障铁芯和夹件虽然对地绝缘都很高，但还需引起足够重视，因为铁芯和夹件往往都是分别引出接地的，铁芯和夹件绝缘薄弱，极易导致铁芯与夹件间形成闭合回路，形成两带或多点接地。对此可采取热油循环进行处理（对上述可能的因素均有一定效果），否则需吊罩处理。
3）当夹件对地绝缘电阻非常低(1兆欧以下)，铁芯对地绝缘电阻也很低（10兆欧以下），铁芯对夹件也较低（10兆欧以下），基本可以判断变压器水分进入较多，底部受潮严重，夹件与底部间的绝缘木板完全受潮，夹件与铁芯的绝缘纸也受潮，尽管如此，变压器绕组主绝缘和绝缘油油化验均有可能是合格，（因为尽管油样取至底部油样阀，但许多变压器底部存在网格状突沿且油流孔洞很小，造成沉积在底部的水分不易流动），有条件时需从油箱底部多处直接抽取油样进行化验检测确认，特别注意当用摇表测量夹件对地绝缘电阻为0时，须使用万用表对其电阻做进一步测量，因为当其绝缘电阻小于0.1兆欧，精度不高的摇表测量也可能显示为0，这不能判定为金属性短路连接。
5.结束语
油浸式变压器的铁芯和夹件绝缘不同程度的绝缘降低，会给变压器安全稳定运行带来危害，目前在线监测方法和手段还不能完全及时有效的反应绝缘降低的实际情况，只能通过对变压器铁芯和夹件的绝缘电阻测试和油色谱分析来判断。
参考文献:
（1）刘福玉.（中国电力出版社）发电厂变电站电气设备，第70-78页
（2）GB-T7252-2016变压器油中溶解气体分析和判断导则
（3）DL/T596-1996电力预防性试验规程