本發(fā)明涉及變壓器領(lǐng)域，具體涉及變壓器鐵芯接地電流的測量。

背景技術(shù)：
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運行中變壓器鐵芯及其他附件必然感應(yīng)一定的電壓，再外加電壓的作用下，當(dāng)感應(yīng)電壓超過對地放電電壓時，就會產(chǎn)生放電現(xiàn)象。為了避免變壓器的內(nèi)部放電，所以要將變壓器鐵芯接地。但是，變壓器正常運行時，是不允許鐵芯多點接地的，因為變壓器正常運行中，繞組周圍存在著交變的磁場，由于電磁感應(yīng)的作用，高壓繞組與低壓繞組之間，低壓繞組與鐵芯之間，鐵芯與外殼之間都存在著寄生電容，帶電繞組將通過寄生電容的耦合作用，使鐵芯對地產(chǎn)生懸浮電位。由于變壓器鐵芯及其他金屬構(gòu)件與繞組的距離不相等，使各構(gòu)件之間存在著電位差，當(dāng)兩點之間的電位差達(dá)到能夠擊穿其間的絕緣時，便產(chǎn)生火花放電。這種放電是斷續(xù)的，長期下去，對變壓器油和固體絕緣都有不良影響。為了消除這種現(xiàn)象，就把鐵芯與外殼可靠的鏈接起來，使鐵芯與外殼等電位，但當(dāng)鐵芯或其他金屬構(gòu)件有兩點或多點接地時，接地點就會形成閉合回路，造成環(huán)流，引起局部過熱，導(dǎo)致變壓器分解，絕緣性能下降，嚴(yán)重時，會使鐵芯硅鋼片燒壞，造成變壓器重大事故，所以變壓器鐵芯只能一點接地。

當(dāng)前，檢測變壓器鐵芯是不是存在多點接地主要有三種方法，包括鉗形電流表定期監(jiān)測鐵芯接地電流電氣法，測量鐵芯對地絕緣電阻法以及監(jiān)測變壓器絕緣油特征氣體的氣相色譜分析法。

鉗形電流表定期監(jiān)測鐵芯接地電流電氣法，顧名思義就是在變壓器鐵芯外引接地線上，測量引線中電流的大小，來確定變壓器鐵芯是不是存在多點接地現(xiàn)象。當(dāng)變壓器正常運行時，因為鐵芯內(nèi)無電流回路形成，所以接地線上的電流很小，多為毫安級，多數(shù)情況不超過 0.1A；當(dāng)出現(xiàn)多點接地現(xiàn)象時，接地線上電流過大，鐵芯主磁通周圍相當(dāng)于有短路匝的情況存在，流過的環(huán)流決定于故障發(fā)生點與正常接地點的相對位置，即短路匝中包括含磁通的多少，一般可達(dá)幾十安培。這樣經(jīng)過測量接地引線中的電流大小，可以很準(zhǔn)確地判別出變壓器鐵芯有沒有多點接地故障情況。三種方法中最迅速、最直接、最靈敏的方法是測量鐵芯接地電流的電氣法，電氣法傳統(tǒng)是在鐵芯接地端裝設(shè)檢測電流表，依靠運行人員的定期巡視來發(fā)現(xiàn)問題，如此不光是浪費人力物力資源，并且對于一些無人值守變電站電氣設(shè)備的運行留下了安全隱患。并且，這種方法步驟多，操作復(fù)雜，不能在線分析，在現(xiàn)場強(qiáng)電磁環(huán)境干擾下，檢測的精度和時效性都存在問題。

鐵芯對地絕緣電阻法主要就是斷開鐵芯正常接地線，選用 2500V 兆歐表（對運行時間長的變壓器可選用 1000V 兆歐表）測量鐵芯對地電阻值，若絕緣電阻值為零或是很小，則表明變壓器鐵芯可能存在多點接地故障。測量鐵芯絕緣電阻的方法在實際現(xiàn)場中得到了較為廣泛的應(yīng)用，但由于方法的局限性，只能在變壓器大修時進(jìn)行，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和檢測維護(hù)中帶來很多的問題，設(shè)備利用率降低，運行維護(hù)成本加大。

監(jiān)測變壓器絕緣油特征氣體的氣相色譜分析法就是對變壓器油中含氣量進(jìn)行氣相色譜分析，該方法是檢測變壓器的鐵芯有沒有存在多點接地現(xiàn)象較為及時有效的方法之一。當(dāng)變壓器的鐵芯有多點接地現(xiàn)象的時候，其油色譜通常有以下特點：總烴含量高出“變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則”(GB/T 7252-2001)的規(guī)定值（150μL/L），通常甲烷（CH4）和乙烯（C2H4）占較大比重，乙炔（C2H2）含量較少甚至不出現(xiàn)，即檢測結(jié)果未達(dá)到導(dǎo)則的規(guī)定值（5uL/L）。當(dāng)色譜分析結(jié)果呈現(xiàn)乙炔高出導(dǎo)則規(guī)定值時，則可認(rèn)為該鐵芯接地是動態(tài)接地故障。當(dāng)色譜分析結(jié)果呈現(xiàn)上述特征，并且在鐵芯絕緣電阻值為零或很低的情況下及鐵芯接地線中有環(huán)流時，則可確定該變壓器鐵芯存在多點接地的故障?，F(xiàn)階段，關(guān)于變壓器的鐵芯多點接地檢測中應(yīng)用油色譜分析法最為廣泛，技術(shù)成熟，但投資較大，成本較高，檢測只有當(dāng)變壓器油中所含特征氣體達(dá)到規(guī)定值時才可以進(jìn)行判斷，因此在故障不是很嚴(yán)重的情況下無法及時發(fā)現(xiàn)問題，同時當(dāng)特征氣體的比值不是標(biāo)準(zhǔn)值時，很難準(zhǔn)確判斷故障的類型。因此該方法檢測精度不高且存在嚴(yán)重的滯后性。

專利文獻(xiàn)CN 103954829A中公開了一種變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，采用電流傳感器單元，來監(jiān)測變壓器的鐵芯接地電流狀態(tài)，用WEB一體的服務(wù)器存儲數(shù)據(jù)用于作進(jìn)一步的調(diào)用和計算、分析并發(fā)布數(shù)據(jù)。即裝即用，無需軟件補償和整定便可監(jiān)測變壓器的鐵芯接地電流值，解決了現(xiàn)有技術(shù)中監(jiān)測范圍、線性度、精度的問題，將監(jiān)測范圍提升至安培級，全量程線性度保持一致，測量精度通過硬件測量的方式在滿量程的范圍內(nèi)保持統(tǒng)一的高精度。但是采用傳感器和服務(wù)器來檢測，極大了提高了成本，且在變壓器工作的高壓環(huán)境中工作，電子傳感器等設(shè)備容易失效，整個系統(tǒng)較為復(fù)雜，實用性不強(qiáng)。

專利文獻(xiàn)CN 103441725A公開了一種變壓器鐵芯接地電流監(jiān)測和控制系統(tǒng)，它包括變壓器、電流采集單元、單片機(jī)、控制模塊，變壓器與電流采集單元連接，單片機(jī)有兩個接口模塊，分別與電流采集單元、控制模塊連，所述控制模塊包括電機(jī)、轉(zhuǎn)動裝置和可調(diào)電阻，所述電流采集單元的兩個電流輸入端分別與兩個熔斷器上端連接，所述熔斷器設(shè)置在變壓器鐵芯接地線和變壓器加件接地線上，可調(diào)電阻的兩個輸出端分別連接在兩個熔斷器的下端，所檢測的電流大于存入單片機(jī)中的額定值時，單片機(jī)會自動控制控制電路對可調(diào)電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到變壓器鐵芯電流小于單片機(jī)中儲存的額定電流為止，減輕了操作者的工作負(fù)擔(dān)，減少設(shè)備兩次檢測之間因電流過大對用電用戶的用電造成的影響。通過單片機(jī)來控制并檢測接地電流，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易實現(xiàn)，實用性低。

目前應(yīng)用最多的是鉗形電流表定期監(jiān)測鐵芯接地電流電氣法，通過測量接地引線中的電流大小，可以準(zhǔn)確地判別出變壓器鐵芯有沒有多點接地故障情況，是目前最迅速、最直接、最靈敏的方法，且實用性最強(qiáng)的方法。鉗形電流表簡稱鉗形表，其工作部分主要由一只電磁式電流表和穿心式電流互感器組成，穿心式電流互感器鐵心制成活動開口，且成鉗形，故名鉗形電流表，。是一種不需斷開電路就可直接測電路交流電流的攜帶式儀表，在電氣檢修中使用非常方便，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。鉗形表可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的撥檔，改換不同的量程，但撥檔時不允許帶電進(jìn)行操作。鉗形表一般準(zhǔn)確度不高，通常為2.5～5 級。為了使用方便，表內(nèi)還有不同量程的轉(zhuǎn)換開關(guān)供測不同等級電流以及測量電壓的功能。

鉗形電流表監(jiān)測變壓器鐵芯接地電流測量工作中，容易出現(xiàn)導(dǎo)致接地電流不能正確、準(zhǔn)確測量的情況。主要表現(xiàn)在如下幾方面：

1）不清楚鐵芯接地點的位置。在運行中的變壓器下部，既有鐵芯接地點，也有外殼接地點，且變壓器外殼接地點不止一個，而是多個，這樣就出現(xiàn)了運維人員在測量變壓器鐵芯接地電流之前，分不清楚哪一個是鐵芯接地點的問題。

2）測量方法不恰當(dāng)。有的測量人員在分清楚了變壓器的鐵芯接地點之后，直接用鉗形電流表卡在變壓器鐵芯接地極扁鐵上，將讀出的接地電流數(shù)值作為該變壓器鐵芯接地電流值。

3）測量數(shù)值不準(zhǔn)確。測量變壓器鐵芯接地電流是在變壓器帶電運行的情況下進(jìn)行的，測量時，通過鉗形電流表的磁通，既有變壓器鐵芯接地電流所產(chǎn)生的磁通，也有變壓器本身的電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的磁通，這兩方面的磁通互相疊加，作用于鉗形電流表，造成了鉗形電流表所測量的數(shù)值不準(zhǔn)確。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明提出了一種測量變壓器鐵芯接地電流的方法，包括：1）使用變壓器鐵芯接地電流在線測試儀進(jìn)行測量，使用鉗形電流表測量；2）將鉗形電流表緊靠鐵芯接地極，測量得到第一數(shù)值；3）將鉗形電流表環(huán)繞鐵芯接地極，使導(dǎo)線處于鉗口的中心位置，測量得到第二數(shù)值；4）用第二數(shù)值減去第一數(shù)值得到第三數(shù)值，第三數(shù)值即為變壓器鐵芯接地電流；5）當(dāng)?shù)谌龜?shù)值大于100mA時，進(jìn)行分析，檢查測量儀表指示是否正確或者測量方法是否恰當(dāng)，是否有其他設(shè)備的電磁感應(yīng)影響；若確認(rèn)是變壓器鐵芯接地電流大于規(guī)程規(guī)定的電流，及時維修處理；6）當(dāng)?shù)谌龜?shù)值大于100mA時，在鐵芯接地回路中串入電阻進(jìn)行限流，限制鐵芯最大電流在300mA以下；通過變壓器吊芯檢查、加大絕緣距離或更換損壞的絕緣部件來進(jìn)行處理，及時消除接地缺陷。

進(jìn)一步的，所述鉗形電流表為機(jī)械式鉗形電流表或數(shù)字式鉗形電流表。

進(jìn)一步的，所述鉗形電流表可以存儲多組測量數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，所述鉗形電流表具有歷史數(shù)據(jù)讀取、保存、打印功能。

進(jìn)一步的，所述鉗形電流表具有RS232通訊接口，與外部通訊。

進(jìn)一步的，所述第一數(shù)值為基準(zhǔn)值，第二數(shù)值為實際測量的接地電流。

進(jìn)一步的，變壓器的測量位置在鐵芯接地極上相同位置。

進(jìn)一步的，測量第一數(shù)值時，多次測量得到多個數(shù)值，取所述多個數(shù)值的平均值為第一數(shù)值。

進(jìn)一步的，測量第二數(shù)值時，多次測量得到多個數(shù)值，取所述多個數(shù)值的平均值為第二數(shù)值。

進(jìn)一步的，測量第一數(shù)值時，測量10次得到10個值，取10個值的平均值為第一數(shù)值；測量第二數(shù)值時，測量10次得到10個值，取10個值的平均值為第二數(shù)值。

進(jìn)一步的，每月對運行中的變壓器進(jìn)行鐵芯接地電流測量工作。

本發(fā)明的有益效果為：

1、采用測量值減去基準(zhǔn)值作為鐵芯接地電流的真實測量值，減去了測量時變壓器本身的電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的磁通，準(zhǔn)確測量到了變壓器鐵芯接地電流產(chǎn)生的磁通，使得到的接地電流數(shù)值準(zhǔn)確。

2、當(dāng)測量的變壓器鐵芯接地電流大于100mA時，進(jìn)行分析，檢查測量儀表指示是否正確或者測量方法是否恰當(dāng)，是否有其他設(shè)備的電磁感應(yīng)，消除了其他故障帶來的影響；

3、電流大于100mA時，在鐵芯接地回路中串入電阻進(jìn)行限流，限制鐵芯最大電流在300mA以下，通過變壓器吊芯檢查、加大絕緣距離或更換損壞的絕緣部件來進(jìn)行處理，及時消除接地缺陷，保障的變壓器的正常工作，保證了電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。

4、采用鉗形電流表測量變壓器的鐵芯接地電流，操作簡單，成本低，實用性強(qiáng)，可以廣泛應(yīng)用于各種環(huán)境中，方便推廣。

5、定期對運行中的變壓器進(jìn)行鐵芯接地電流測量工作，便于及時發(fā)現(xiàn)問題。

附圖說明：

圖1為鉗形電流表工作的原理圖。

圖2為本發(fā)明變壓器鐵芯接地電流測量方法的流程圖。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

鉗形表實質(zhì)上是由一只電流互感器、鉗形扳手和一只整流式磁電系反作用力儀表所組成。鉗型表的工作原理和變壓器一樣，初級線圈就是穿過鉗型鐵芯的導(dǎo)線，相當(dāng)于1匝的變壓器的一次線圈，這是一個升壓變壓器。二次線圈和測量用的電流表構(gòu)成二次回路。當(dāng)導(dǎo)線有交流電流通過時，就是這一匝線圈產(chǎn)生了交變磁場，在二次回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，電流的大小和一次電流的比例，相當(dāng)于一次和二次線圈的匝數(shù)的反比。鉗型電流表用于測量大電流，如果電流不夠大，可以將一次導(dǎo)線在通過鉗型表增加圈數(shù)，同時將測得的電流數(shù)除以圈數(shù)。鉗形電流表的穿心式電流互感器的副邊繞組纏繞在鐵心上且與交流電流表相連，它的原邊繞組即為穿過互感器中心的被測導(dǎo)線。旋鈕實際上是一個量程選擇開關(guān)，扳手的作用是開合穿心式互感器鐵心的可動部分，以便使其鉗入被測導(dǎo)線。

鉗形電流表分為機(jī)械式鉗形電流表或數(shù)字式鉗形電流表。如圖1所示為機(jī)械式鉗形電流表的工作原理圖，1為電流表，2為電流互感器，3為鐵芯，4為手柄，5為二次繞組，6是被測導(dǎo)線，7為量程開關(guān)。測量電流時，按動扳手，打開鉗口，將被測載流導(dǎo)線置于穿心式電流互感器的中間，當(dāng)被測導(dǎo)線中有交變電流通過時，交流電流的磁通在互感器副邊繞組中感應(yīng)出電流，該電流通過電磁式電流表的線圈，使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在表盤標(biāo)度尺上指出被測電流值。

如圖2所示，為本發(fā)明變壓器鐵芯接地電流測量方法的流程圖。

實施例1

本發(fā)明實施例1變壓器鐵芯接地電流測量方法具體測量步驟為：1）使用機(jī)械式鉗形電流表對運行中的變壓器鐵芯接地電流進(jìn)行在線測量工作；使用機(jī)械式鉗形電流表測量時應(yīng)放平，讀數(shù)時眼睛要正對鉗形電流表的儀表盤部分。2）將鉗形電流表緊靠鐵芯接地極，測量得到第一數(shù)值，第一數(shù)值即為基準(zhǔn)值，用于校正測量產(chǎn)生的誤差。3）將鉗形電流表環(huán)繞鐵芯接地極，測量的到第二數(shù)值，第二數(shù)值即鐵芯接地電流的實際測量值。4）第二數(shù)值減去第一數(shù)值得到第三數(shù)值，第三數(shù)值即為變壓器鐵芯接地電流的真實值；因為測量變壓器鐵芯接地電流是在變壓器帶電運行的情況下進(jìn)行的，測量時，通過鉗形電流表的磁通，既有變壓器鐵芯接地電流所產(chǎn)生的磁通，也有變壓器本身的電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的磁通，這兩方面的磁通互相疊加，作用于鉗形電流表，造成了鉗形電流表所測量的數(shù)值不準(zhǔn)確；通過先將鉗形電流表靠近接地極，測量得到的第一數(shù)值即反映了變壓器本身的電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的磁通，測量得到的第二數(shù)值反映了變壓器鐵芯接地電流所產(chǎn)生的磁通和變壓器本身的電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的磁通，用第二數(shù)值減去第一數(shù)值得到第三數(shù)值，即為變壓器鐵芯接地電流的真實測量值，這樣減小了變壓器本身的電磁感應(yīng)所產(chǎn)生磁通的影響，使測量得到的鐵芯接地電流的值準(zhǔn)確。5）當(dāng)?shù)谌龜?shù)值大于100mA時，進(jìn)行分析，檢查測量儀表指示是否正確或者測量方法是否恰當(dāng)，是否有其他設(shè)備的電磁感應(yīng)影響；若確認(rèn)是變壓器鐵芯接地電流大于規(guī)程規(guī)定的電流，及時維修處理；6）當(dāng)?shù)谌龜?shù)值大于100mA時，在鐵芯接地回路中串入電阻進(jìn)行限流，限制鐵芯最大電流在300mA以下；通過變壓器吊芯檢查、加大絕緣距離或更換損壞的絕緣部件來進(jìn)行處理，及時消除接地缺陷。每月對運行中的變壓器進(jìn)行鐵芯接地電流測量工作；通過定期檢測，及時發(fā)現(xiàn)變壓器的故障，及時消除接地缺陷，保障的變壓器的正常工作，保證了電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。

實施例2

實施例2變壓器鐵芯接地電流測量方法具體測量步驟與實施例1基本相同，不同點在于，步驟2），測量第一數(shù)值時，多次測量得到多個數(shù)值，取所述多個數(shù)值的平均值為第一數(shù)值，優(yōu)選的測量10次，取10個值的平均值為第一數(shù)值；步驟3），測量第二數(shù)值時，多次測量得到多個數(shù)值，取所述多個數(shù)值的平均值為第二數(shù)值，優(yōu)選的測量10次，取10個值的平均值為第一數(shù)值。由此得到的第二數(shù)值減去第一數(shù)值得到的第三數(shù)值為即為變壓器鐵芯接地電流的真實值。通過多次測量，取它們的平均值作為第一數(shù)值、第二數(shù)值，這樣可以減少隨機(jī)測量的帶來的誤差，進(jìn)一步提高了測量的變壓器鐵芯接地電流的準(zhǔn)確性。優(yōu)選的，對于第一數(shù)值和第二數(shù)值，都測量10次，取10個值的平均值為第一數(shù)值和第二數(shù)值。測量次數(shù)過多，增加了工作量，提高了人力成本，測量次數(shù)過少，穩(wěn)定性較差，容易出現(xiàn)隨機(jī)偏差。

本發(fā)明采用鉗形電流表測量變壓器的鐵芯接地電流，操作簡單，成本低，實用性強(qiáng)，可以廣泛應(yīng)用于各種環(huán)境中，方便推廣；采用測量值減去基準(zhǔn)值作為鐵芯接地電流的真實測量值，減去了測量時變壓器本身的電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的磁通，準(zhǔn)確測量到了變壓器鐵芯接地電流產(chǎn)生的磁通，使得到的接地電流數(shù)值準(zhǔn)確。定期對運行中的變壓器進(jìn)行鐵芯接地電流測量工作，便于及時發(fā)現(xiàn)問題。