變壓器鐵芯

1.高頻類：鐵粉芯Ferritecore

Ferritecore用於高頻變壓器它是一種帶有尖晶石結晶狀結構的陶磁體，此種尖晶石為氧化鐵和其它二價的金屬化合物.如KFe2O4(K代表其它金屬)，目前常使用的金屬有錳(Mn)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、鎂(Ng)、銅(Cu).

其常用組合如錳鋅(MnZn)系列、鎳鋅(NiZn)系列及鎂鋅(MgZn)系列.此種材具有高導磁率和阻抗性的物性，其使用頻率範圍由1kHz到超過200kHz.

2.低頻類：硅鋼片(LAMINATION)

硅鋼片用於低頻變壓器,其種類很多,按其製作工藝不同可分為A：鍛燒(黑片)、N：無鍛燒(白片)兩種.按其形狀不同可分為：EI型、UI型、C型、口型。

口型硅鋼片常在功率較大的變壓器中使用，它絕緣性能好，易於散熱，同時磁路短，主要用於功率大於500~1000W和大功率變壓器。由兩個C型硅鋼片組成一套硅鋼片稱為CD型硅鋼片，用CD型硅鋼片製作的電源變壓器在截面積相同的條件下，窗口愈越高。

變壓器功率越大.於鐵芯兩側可以分別安裝線圈，因此變壓器的線圈匝數可分配在兩個線包上，從而使每個線包的平均匝長較短，線圈的銅耗減小.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型硅鋼片製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，寬度大些，另外由於線圈安裝在硅鋼片中間，有外磁路，因此漏磁小，對整體干擾小.但是它所有線圈都繞在一個線包上，線包較厚，故平均匝長較長，銅耗較大。

C型鐵芯性能優異所製作之變壓器體積小、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，因此生產效率高，但是C型硅鋼片加工工序較多，作較複雜，需用專用設備製造，因而目前成本還較高。

E型硅鋼片又稱殼型或日型硅鋼片，它的主要優點是初、次級線圈共同一個線架，有較高的窗口佔空係數(佔空係數Km：銅線淨截面積和窗口面積比);硅鋼片對繞組形成保護外殼，使繞組不易受到機械傷損傷;同時硅鋼片散熱面積較大，變壓器磁場發散較少.但是它的初次級漏感較大，外來磁場干擾也較大，此外，由於繞組平均周長較長，在同樣圈數和鐵芯截面積條件下，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佈在兩邊，這種疊法比較麻煩，但硅鋼片間隙小，磁阻小，有利於增大磁通，因此電源變壓器都採用這種方法.對疊法常用於通有直流電流的場合，為避免直流電流引起飽和，硅鋼片之間需要留有空隙，因此對疊法將E片和I片各放一邊,兩者之間的空隙可用紙片來調節。

3.COIL類：分三種類型.

A.TOROID環形鐵芯：將O型疊片而成，或由硅鋼片卷繞而成.此種鐵芯對繞線來説非常不易。

B.RODCORE棒狀鐵芯。

C.DRUMCORE：鼓形鐵芯。

(1)單獨設置一條鐵軛夾件接地引出線。因為如果發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內部流動，鐵芯接地引出線中沒有電流流過，會導致工作人員誤認為鐵芯沒有發生故障；設置後，不論鐵芯碰到夾件何位置都會通過兩條接地外引線構成迴路，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置。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，迴路的最大感應電壓只有匝電壓的1/4,這時的最大接地電流也只有幾個安培左右，較鐵芯接地片放置在其它位置時要小很多。

(3)如果確實因為現場安裝不便等問題需要將鐵芯接地片放置在其它位置，也應將鐵軛拉帶的絕緣螺栓和接地片對角放置，這樣可以防止大電流產生。

變壓器的繞組和鐵芯是傳遞、變換電磁能量的主要部件。保證它們的可*運行是人們所關注的問題。統計資料表明因鐵芯問題造成故障，佔變壓器總事故中的第三位。製造部門對變壓器鐵芯缺陷已引起重視，並在鐵芯可*接地、鐵芯接地監視，以及保證一點接地方面都進行了技術改進。運行部門也把檢測和發現鐵芯故障提到相當高度。然而，變壓器鐵芯故障仍屢有發生，其原因主要是由於鐵芯多點接地和鐵芯接地不良造成。現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，帶電的繞組和油箱之間存在電場，而鐵芯和其他金屬構件處於該電場中。由於電容分佈不均，場強各異，如果鐵芯不可*接地，則將產生充放電現象，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)，由於片間電容極大，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位。

當鐵芯或其金屬構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迴路，它鍵鏈部分磁通，感生電動勢，並形成環路，產生局部過熱，甚至燒燬鐵芯。

變壓器鐵芯只有一點接地，才是可*的正常接地。即鐵芯必須接地，且必須是一點接地。

鐵芯故障主要由兩個方面原因引起，一是施工工藝不良造成短路，二是由於附件和外界因素引起多點接地。

2鐵芯多點接地類型

(1)安裝變壓器竣工後，未將油箱頂蓋上運輸的定位銷翻轉過來或去除掉，構成多點接地。

(2)由於鐵芯夾件肢板距芯柱太近、鐵芯疊片因某種原因翹起後，觸及到夾件肢板，形成多點接地。

(3)鐵軛螺桿的襯套過長，和鐵軛疊片相碰，構成了新的接地點。

(4)鐵芯下夾件墊腳和鐵軛間的絕緣紙板脱落或破損，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，由於潛油泵軸承磨損，金屬粉末進入油箱中，淤積油箱底部，在電磁力作用下形成橋路，將下鐵軛和墊腳或箱底接通，形成多點接地。

(6)油浸變壓器油箱蓋上的温度計座套過長，和上夾件或鐵軛、旁柱邊沿相碰，構成新的接地點。

(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構通，形成接地。

(8)下夾件和鐵軛階梯間的木墊塊受潮或表面不清潔，附有較多的油泥，使其絕緣電阻值降為零時，構成了多點接地。

3多點接地時出現的異常現象

(1)在鐵芯中產生渦流，鐵損增加，鐵芯局部過熱。

(2)多點接地嚴重時，又較長時間未處理，變壓器連續運行將導致油及繞組也過熱，使油紙絕緣逐漸老化。會引起鐵芯疊片兩片絕緣層老化而脱落，將引起更大的鐵芯過熱，鐵芯將燒燬。

(3)較長時間多點接地，使油浸變壓器油劣化而產生可燃性氣體，使氣體繼電器動作。

(4)因鐵芯過熱使器身中木質墊塊及夾件碳化。

(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地，後果不堪設想。

(6)多點接地也會引起放電現象。

4多點接地故障的檢測

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，則説明鐵芯過熱，鐵芯過熱可能是由於多點接地所致。

色譜分析中當出現乙炔氣體時，説明鐵芯已出現間歇性多點接地。

(2)測量接地線有無電流。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流。變壓器鐵芯正常接地時，因無電流回路形成。接地線上電流很小，為毫安級(一般小於0.3A)。當存在多點接地時，鐵芯主磁通周圍相當於有短路匝存在，匝內流過環流，其值決定於故障點和正常接地點的相對位置，即短路匝中包圍磁通的多少。一般可達幾十安培。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多點接地故障的排除

(1)變壓器不能停運時的臨時排除方法：

①有外引接地線，如果故障電流較大時，可臨時打開地線運行。但必須加強監視，以防故障點消失後使鐵芯出現懸浮電位。

②如果多點接地故障屬於不穩定型，可在工作接地線中串入一個滑線電阻，使電流限制在1A以下。滑線電阻的選擇，是將正常工作接地線打開測得的電壓除以地線上的電流。

③要用色譜分析監視故障點的產氣速率。

④通過測量找到確切的故障點後，如果無法處理，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環流。

(2)徹底檢修措施。監測發現變壓器存在多點接地故障後，對於可停運的變壓器，應及時停運，退出後徹底消除多點接地故障。排除此類故障的方法，根據多點接地類型及原因，應採取相應的檢修措施。但也有某些情況，停電吊芯後找不到故障點，為了能確切找到接地點，現場可採用如下方法。

①直流法。將鐵芯和夾件的連接片打開，在軛兩側的硅鋼片上通入6V的直流，然後用直流電壓表依次測量各級硅鋼片間的電壓，當電壓等於零或者表指示反向時，則可認為該處是故障接地點。

②交流法。將變壓器低壓繞組接入交流電壓220～380V，此時鐵芯中有磁通存在。如果有多點接地故障時，用毫安表測量會出現電流(鐵芯和夾件的連接片應打開)。用毫安表沿鐵軛各級逐點測量，當毫安表中電流為零時，則該處為故障點。