鐵心�變壓�中主要的磁路部分。通常由含硅量較高,表面涂�絕緣�的熱軋或冷軋硅鋼�疊裝而成。鐵芯與繞在其上的線圈組成完整的電磁感應(yīng)系統(tǒng)�電源變壓器傳輸功率的大小,取決于鐵芯的材料和橫截面積�
1.高頻類:鐵粉芯Ferrite core
Ferrite core 用于高頻變壓器它是一種帶有尖晶石�(jié)晶狀�(jié)�(gòu)的陶磁體,此種尖晶石為氧化鐵和其它二價的金屬化合�.如kFe2O4(k 代表其它金屬),目前常使用的金屬有�(Mn)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、鎂(Ng)、銅(Cu).
其常用組合如錳鋅(Mn Zn)系列、鎳�(Ni Zn)系列及鎂�(Mg Zn)系列.此種材具有高�(dǎo)磁率和阻抗性的物�,其使用頻率范圍�1kHz到超�200kHz.
2.低頻類:硅鋼�(LAMINATION)
硅鋼片用于低頻變壓器,其種類很�,按其制作工藝不同可分為A:鍛�(黑片)� N:無鍛燒(白片)兩種.按其形狀不同可分為:EI�、UI�、C 型、口�.
口型硅鋼片常在功率較大的變壓器中使用,它絕緣性能�,易于散熱,同時磁路�,主要用于功率大于500~1000W 和大功率變壓�.由兩個C型硅鋼片組成一套硅鋼片稱為CD 型硅鋼片,用CD型硅鋼片制作的電源變壓器在截面積相同的條件下,窗口愈越高�
變壓器功率越�.于鐵芯兩�(cè)可以分別安裝線圈,因此變壓器的線圈匝�(shù)可分配在兩個線包上,從而使每個線包的平均匝長較短,線圈的銅耗減�.另外如果把要求對稱的兩個線圈分別繞在兩個線包上,可以達到完全對稱的效果.
由四個C型硅鋼片組成一套硅鋼片稱為ED 型硅鋼片.ED型硅鋼片制成的變壓器外形呈扁寬形,在功率相同的條件下ED 型變壓器比CD 型變壓器矮些,寬度大�,另外由于線圈安裝在硅鋼片中�,有外磁�� 因此漏磁�,對整體干擾�.但是它所有線圈都繞在一個線包上,線包較�,故平均匝長較長,銅耗較�.
C 型鐵芯性能�(yōu)異所制作之變壓器體積�、重量輕、效率高,裝配的角度來看,C型硅鋼片零件很少,通用性強,因此生�(chǎn)效率�,但是C型硅鋼片加工工序較多,作較復(fù)�,需用專用設(shè)備制造,因而目前成本還較高.
E 型硅鋼片又稱殼型或日型硅鋼片,它的主要優(yōu)點是�、次級線圈共同一個線�,有較高的窗口占空系�(shù)(占空系數(shù)Km:銅線凈截面積和窗口面積�);硅鋼片對繞組形成保護外殼,使繞組不易受到機械傷損�;同時硅鋼片散熱面積較�,變壓器磁場�(fā)散較�.但是它的初次級漏感較大,外來磁場干擾也較�,此�,由于繞組平均周長較�,在同樣圈數(shù)和鐵芯截面積條件�,EI型鐵芯的變壓器所用的銅線較多.
硅鋼片的厚度常用的有0.35mm�0.5mm 兩種.
硅鋼片的組裝方式有交疊法和對疊法兩種.交疊法是將硅鋼片的開口一對一交替地分布在兩邊,這種疊法比較麻煩,但硅鋼片間隙小,磁阻小,有利于增大磁�,因此電源變壓器都采用這種方法.對疊法常用于通有直流電流的場合,為避免直流電流引起飽�,硅鋼片之間需要留有空隙,因此對疊法將E 片與I片各放一�,兩者之間的空隙可用紙片來調(diào)節(jié).
3.COIL 類:分三種類�.
A.TOROID �(huán)形鐵芯:將O型疊片而成,或由硅鋼片卷繞而成.此種鐵芯對繞線來說非常不�.
B.ROD CORE棒狀鐵芯.
C.DRUM CORE:鼓形鐵�.
(1) 單獨�(shè)置一條鐵軛夾件接地引出線。因為如果發(fā)生鐵芯碰到上夾件造成多點接地故障,接地電流只是在鐵芯夾件�(nèi)部流�,鐵芯接地引出線中沒有電流流�,會�(dǎo)致工作人員誤認為鐵芯沒有�(fā)生故�;設(shè)置后,不論鐵芯碰到夾件何位置都會通過兩條接地外引線構(gòu)成回�,這樣在外部也就可以正確檢測出接地電流�
(2) 鐵芯接地片放置在鐵軛橫截面中間位�。這樣放置,不論鐵軛拉帶絕緣螺栓在何位置以及故障接地點在何位置,回路的感應(yīng)電壓只有匝電壓的 1/4,這時的接地電流也只有幾個安培左�,較鐵芯接地片放置在其它位置時要小很��
(3) 如果確實因為�(xiàn)場安裝不便等問題需要將鐵芯接地片放置在其它位置,也�(yīng)將鐵軛拉帶的絕緣螺栓與接地片對角放置,這樣可以防止大電流產(chǎn)��
變壓器的繞組和鐵芯是傳遞、變換電磁能量的主要部件。保證它們的�*運行是人們所�(guān)注的問題。統(tǒng)計資料表明因鐵芯問題造成故障,占變壓器總事故中的第三�。制造部門對變壓器鐵芯缺陷已引起重�,并在鐵芯可*接地、鐵芯接地監(jiān)�,以及保證一點接地方面都進行了技�(shù)改�。運行部門也把檢測和發(fā)�(xiàn)鐵芯故障提到相當(dāng)高度。然�,變壓器鐵芯故障仍屢有發(fā)�,其原因主要是由于鐵芯多點接地和鐵芯接地不良造成?,F(xiàn)對兩種故障情況的判斷及處理方法作一介紹�
1 鐵芯正常時需要一點接地的原因
變壓器正常運行時,帶電的繞組與油箱之間存在電場,而鐵芯和其他金屬�(gòu)件處于該電場�。由于電容分布不�,場強各�,如果鐵芯不�*接地,則將產(chǎn)生充放電�(xiàn)�,破壞固體絕緣和油的絕緣強度,所以鐵芯必須有一點可*接地�
鐵芯由硅鋼片組成,為減小渦流,片間有一定的絕緣電阻(一般僅幾歐姆至幾十歐姆),由于片間電容極�,在交變電場中可視為通路,因而鐵芯中只需一點接地即可將整疊的鐵芯疊片電位箝制在地電��
�(dāng)鐵芯或其金屬�(gòu)件如有兩點或兩點以上(多點)接地時,則接地點間就會造成閉合回路,它鍵鏈部分磁通,感生電動�,并形成�(huán)�,產(chǎn)生局部過�,甚至燒毀鐵芯�
變壓器鐵芯只有一點接�,才是可*的正常接�。即鐵芯必須接地,且必須是一點接��
鐵芯故障主要由兩個方面原因引�,一是施工工藝不良造成短路,二是由于附件和外界因素引起多點接地�
2 鐵芯多點接地類型
(1)安裝變壓器竣工后,未將油箱頂蓋上運輸?shù)亩ㄎ讳N翻轉(zhuǎn)過來或去除掉,構(gòu)成多點接地�
(2)由于鐵芯夾件肢板距芯柱太�、鐵芯疊片因某種原因翹起�,觸及到夾件肢板,形成多點接��
(3)鐵軛螺桿的襯套過�,與鐵軛疊片相碰,構(gòu)成了新的接地點�
(4)鐵芯下夾件墊腳與鐵軛間的絕緣紙板脫落或破�,使墊腳鐵軛處疊片相碰造成接地�
(5)具有潛油泵裝置的大中型變壓器,由于潛油泵軸承磨損,金屬粉末進入油箱�,淤積油箱底�,在電磁力作用下形成橋路,將下鐵軛與墊腳或箱底接通,形成多點接地�
(6)油浸變壓器油箱蓋上的溫度計座套過�,與上夾件或鐵軛、旁柱邊沿相�,構(gòu)成新的接地點�
(7)油浸變壓器油箱中落入了金屬異物,這類金屬異物使鐵芯疊片和箱體�(gòu)�,形成接��
(8)下夾件與鐵軛階梯間的木墊塊受潮或表面不清�,附有較多的油泥,使其絕緣電阻值降為零�,構(gòu)成了多點接地�
3 多點接地時出�(xiàn)的異?,F(xiàn)�
(1)在鐵芯中�(chǎn)生渦流,鐵損增加,鐵芯局部過��
(2)多點接地嚴重�,又較長時間未處理,變壓器連續(xù)運行將導(dǎo)致油及繞組也過熱,使油紙絕緣逐漸老化。會引起鐵芯疊片兩片絕緣層老化而脫�,將引起更大的鐵芯過�,鐵芯將燒毀�
(3)較長時間多點接地,使油浸變壓器油劣化而產(chǎn)生可燃性氣體,使氣體繼電器動作�
(4)因鐵芯過熱使器身中木�(zhì)墊塊及夾件碳��
(5)嚴重的多點接地會使接地線燒斷,使變壓器失去了正常的一點接�,后果不堪設(shè)��
(6)多點接地也會引起放電�(xiàn)象�
4 多點接地故障的檢�
鐵芯多點接地故障判斷方法通常從兩方面檢測�
(1)進行氣相色譜分析。色譜分析中如氣體中的甲烷及烯烴組分含量較高,而一氧化碳和二氧化碳氣體含量和已往相比變化不大,或含量正常,則說明鐵芯過熱,鐵芯過熱可能是由于多點接地所致�
色譜分析中當(dāng)出現(xiàn)乙炔氣體�,說明鐵芯已出現(xiàn)間歇性多點接地�
(2)測量接地線有無電�。可在變壓器鐵芯外引接地套管的接地引線上,用鉗形表測量引線上是否有電�。變壓器鐵芯正常接地時,因無電流回路形成。接地線上電流很�,為毫安�(一般小�0.3A)。當(dāng)存在多點接地�,鐵芯主磁通周圍相�(dāng)于有短路匝存�,匝�(nèi)流過�(huán)流,其值決定于故障點與正常接地點的相對位置,即短路匝中包圍磁通的多少。一般可達幾十安�。利用測量接地引線中有無電流,很準確地判斷出鐵芯有無多點接地故障�
5 多點接地故障的排�
(1)變壓器不能停運時的臨時排除方法:
①有外引接地�,如果故障電流較大時,可臨時打開地線運行。但必須加強�(jiān)視,以防故障點消失后使鐵芯出�(xiàn)懸浮電位�
②如果多點接地故障屬于不�(wěn)定型,可在工作接地線中串入一個滑線電�,使電流限制�1A以下?;€電阻的選擇,是將正常工作接地線打開測得的電壓除以地線上的電��
?、垡蒙V分析�(jiān)視故障點的產(chǎn)氣速率�
?、芡ㄟ^測量找到確切的故障點�,如果無法處�,則可將鐵芯的正常工作接地片移至故障點同一位置,用以較大幅度地減少�(huán)流�
(2)徹底檢修措施。監(jiān)測發(fā)�(xiàn)變壓器存在多點接地故障后,對于可停運的變壓器,應(yīng)及時停運,退出后徹底消除多點接地故障。排除此類故障的方法,根�(jù)多點接地類型及原�,應(yīng)采取相應(yīng)的檢修措�。但也有某些情況,停電吊芯后找不到故障點,為了能確切找到接地點,�(xiàn)場可采用如下方法�
①直流法。將鐵芯與夾件的連接片打�,在軛兩�(cè)的硅鋼片上通入6V的直流,然后用直流電壓表依次測量各級硅鋼片間的電�,當(dāng)電壓等于零或者表指示反向�,則可認為該處是故障接地��
?、诮涣鞣ā⒆儔浩鞯蛪豪@組接入交流電�220�380V,此時鐵芯中有磁通存�。如果有多點接地故障�,用毫安表測量會出現(xiàn)電流(鐵芯和夾件的連接片應(yīng)打開)。用毫安表沿鐵軛各級逐點測量,當(dāng)毫安表中電流為零�,則該處為故障點�