为什么变压器的铁芯要接地，而且只能一点接地？_变压器_中国百科网
为什么变压器的铁芯要接地，而且只能一点接地？
    为什么的铁芯要接地，而且只能一点接地？
　　　因为运行中的变压器的铁芯和其他附件都处于绕组周围很强的电磁场内，如果不接地，必然由于电磁场的作用使铁芯和其他附件产生一定的悬浮电位，由于变压器铁芯和其他金属附件各自所处的位置不同，因为电位也不同，在外加电压的作用下，当两点间或某点对地电位差大于两者间的绝缘耐压强度，即超过放电电压时，就会出现火花放电，使绝缘油分解或固体绝缘介质损坏，发生事故。因此为了避免变压器的放电，变压器铁芯一定要接地。
　　　如变压器铁芯几点接地，则会通过接地点形成涡流通路，造成铁芯局部发热，这是不允许的，因此变压器铁芯只许一点接地。事实上，硅钢片之间虽然涂有绝缘漆，但其绝缘电阻较小，只能隔断涡流而不能阻止高压感应电流，因而只要将一片硅钢片接地，就相当于整个铁芯都接地了。
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配电变压器
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配电变压器的原理
　　配电电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。
配电变压器供配电方式
　　10KV高压电网采用三相三线中性点不接地系统运行方式。　　用户变压器供电大都选用Y/Yno结线方式的中性点直接接地系统运行方式，可实现三相四线制或五线制供电。
配电变压器基本知识（口诀）
　　1、变压器的构造　　变压器，咱构成，线圈油箱和铁芯，油绝缘来又传热，散热管子装两侧。　　无载开关可调压，瓷质套管把缘绝，油标油温呼吸器，装在油枕的上侧。　　2、变压器原理　　变压器，压么变，动电生磁磁变电，一次线圈通交电，二次线圈感生电。　　两个线圈虽不连，闭合磁路有铁芯，电流愈大导线粗，电压匝数比成正。　　3、变压器技术参数与接法　　变压型号知性能，技术参数作鉴证，电压电流空载流，容量KVA为额定。　　阻抗电压功率损，空载损耗是P0，接线组别12种，Y,yn0、Y,d11、YN,d11型。　　4、变压器电压调整　　电压调整有两法，有载无载调电压，电压低了调一档，分接开关在高压。　　调压原理是个啥，变动绕组线圈匝，每档调压正负5％,指针到位销钉卡。　　5、配电变压器安装位置选择　　配变位置咱确定，保证电压是关键，小容量，多布点，选在负荷的中心。　　高压不超15千米，低压供电半公里，照明半径稍放大，最大不过1.5km。　　6、配变台架安装形式　　室外变台型式三，单杆双杆和三杆，560以上变压器，选用落地石台式。　　为了运行保安全，最好采用室内变，配变建在中心点，用电电压有保证。　　7、变压器的保护　　配变保护较简单，短路熔断跌开关，中和雷电靠地线，关键就在雷避器。　　跌开高度四五米，倾斜不超30度，无论防雷和跌开，相间保持有半米。　　8、变压器器额定电流与熔断流的概算　　配电电流咋估算，容量乘倍较简单，高压百六就是安，低压就按一倍半。　　熔丝选择啥原则，也按容量来选择，高压移位便是安，低压容量翻一番。　　9、配电变压器运行系统　　大地零位是标准，电气接地才安全，配变运行多型式，TT、TN、和IT。　　T N系统又分三， TN-S 、 TN-C， 还有TN―C―S， 接地系统选由你。　　10、变压器防雷接地要求　　防雷保护接地极，电阻越小越优异，2.5m角钢地八支，间距2米较合适。　　2.5扁纲连接起，百千伏安四欧计，百以下的变压器，不超过十欧都可以。　　11、变压器损耗（Δp）计算　　电力变压有变损，铜损铁损温度升，铁芯磁化反复变，磁滞涡流为铁损。　　降损节能选配变，“S11”型最先进，铁损铜损都相等，这种运行最节能。　　12、变压器并列运行　　变压器，能并列，负载大小可调节，并列运行优点多，满足条件有四个。　　接线组别要相同，两台变比不绮睿搪返缪剐枰恢拢萘坎怀纫弧　　13、变压器运行维护　　电力电光中转站，变压配电供电源，要想连续不断电，配变维护也关键。　　一周半月巡一次，维护制度作保证，外部清扫内检查，安全供电创最佳。　　14、变电站表观电流估算　　变配负荷流换算，十五千瓦约1安，三五千伏变电站，1安电流五十算。　　电压等级十一万，一百六十约1安，要想得出精确数，请按常规公式算。
配电变压器故障原因分析
　　1.1 绕组故障　　1.1.1 变压器电流激增　　由于部分农村低压线路维护不到位，经常发生过负荷和短路，发生短路时变压器的电流超过额定电流几倍甚至几十倍，线圈温度迅速升高，导致绝缘老化，同时绕组受到较大电磁力矩作用，发生移位或变形，绝缘材料形成碎片状脱落，使线体裸露而造成匝间短路。　　1.1.2 绕组绝缘受潮　　绕组绝缘受潮主要因为绝缘油质不佳或油面降低导致，主要有以下几种原因：　　a.配电变压器在未投入前，处于潮湿场所或多雨地区，湿度过高，潮汽侵入使绝缘受潮。　　b.在储存、运输、运行过程中维护不当，水分、杂质或其他油污混入变压器油中，使绝缘强度大幅降低。　　c.制造过程中，绕组内层浸漆不透，干燥不彻底，绕组引线接头焊接不良等绝缘不完整导致匝间、层间短路。在达到或接近使用年限时，绝缘自然枯焦变黑，绝缘特性下降，是老旧变压器故障的主要原因。　　d.某些年久失修的老变压器，因各种原因致使油面降低，绝缘油与空气大面积、长时间接触，空气中水分大量进入绝缘油，降低绝缘强度。　　1.2 无载分接开关故障　　1.2.1 分接开关裸露受潮　　由于将军帽、套管、分接开关、端盖、油阀等处渗漏油，使分接开关长期裸露在空气中，又因为配电变压器的油标指示设在油枕中部，变压器在运行中产生的碳化物受热后又产生油焦等物质，容易将油标呼吸孔堵塞，少量的变压器油留在油标内，在负荷、环境温度变化时，油标管内的油位不变化，所以不容易被及时发现。裸露在空气中的分接开关绝缘受潮一段时间后性能下降，导致放电短路。　　1.2.2 高温过热　　正常运行中的变压器分接开关，长期浸在高于常温的油中，会引起分接开关触头出现碳膜和油垢，引起触头发热，触头发热后又使弹簧压力降低或出现零件变形等情况，又加剧了触头发热，从而引起电弧短路，烧坏变压器。　　1.2.3 本身缺陷　　分接开关的质量差，存在结构不合理、压力不够、接触不可靠、外部字轮位置与内部实际位置不完全一致等问题，引起动、静触头不完全接触，错位的动、静触头使两抽头之间的绝缘距离变小，引发相间短路或对地放电。　　1.2.4 人为原因　　有的电工对无载调压开关的原理不清楚，经常调压不正确或不到位，导致动、静触头部分接触或错位。　　1.3 铁芯故障　　1.3.1 铁芯多点接地　　?铁芯夹板穿心螺栓套管损坏后与铁芯接触，形成多点接地，造成铁芯局部过热而损坏线圈绝缘。　　?铁芯与夹板之间有金属异物或金属粉末，在电磁力的作用下形成“金属桥”，引起多点接地。　　?铁芯与夹板之间的绝缘受潮或多处损伤，导致铁芯与夹板有多点出现低电阻接地。　　1.3.2 铁芯硅钢片短路　　虽然硅钢片之间涂有绝缘漆，但其绝缘电阻小，只能隔断涡流，当硅钢片表面上的绝缘漆因运行年久，绝缘自然老化或损伤后，将产生很大的涡流损耗，铁芯局部发热，造成变压器绕组绝缘击穿短路而烧毁。　　1.4 套管闪络　　?套管闪络放电也是变压器常见异常之一。造成此种异常的原因有：　　?胶珠老化渗油后，将空气中的导电尘埃吸附在套管表面，在大雾或小雨时造成污闪，使变压器高压侧单相接地或相间短路；　　?变压器箱盖上落异物，如大风将树枝吹落在箱盖上，引起套管放电或相间短路；　　?变压器套管因外力冲撞或机械应力、热应力而破损也是引起闪络的因素。　　1.5 二次侧短路　　当变压器发生二次侧短路、接地等故障时，二次侧将产生高于额定电流20～30倍的短路电流，变压器一次侧必然要产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的消磁作用，大电流在线圈内部产生很大的机械应力，致使线圈压缩，绝缘衬垫、垫板松动，铁芯夹板螺丝松弛，高压线圈畸变或崩裂，导致变压器发生故障。　　1.6 过电压引发的故障　　1.6.1 雷击过电压　　农村配电变压器的高低压线路大多采用架空线路，在山区、林地、平原受雷击的几率较高，线路遭雷击时，在变压器绕组上产生高于额定电压几十倍以上的冲击电压，若安装在配电变压器高低压出线的避雷器不能起到有效的保护作用或本身存在某些隐患，如避雷器没有同期投入运行、避雷器接地不良或接地电阻超标等，则配电变压器遭雷击损坏将难以避免。　　1.6.2 系统发生铁磁谐振　　在10 kV配电系统中，小型变压器、电焊机、调速机较多，使系统的等值电感和电容有可能相等或接近，导致系统出现谐振。谐振时，除变压器电流激增熔断器熔断外，还将产生过电压，引起变压器套管发生闪络或爆炸。　　1.7 熔体选择不当　　配电变压器通常采用熔断器保护，若熔断电流选择过小，则在正常运行状况下极易熔断，造成对用户供电的中断，若熔断电流选择过大，将起不到保护作用。而在农村配电变压器上，由于各种原因经常采用铜线、铝线和铁丝代替熔丝，使变压器得不到有效的保护。在正常使用中，熔丝的选择标准为：容量在100 kVA以上的变压器一次侧要配置1.5～2.0倍额定电流的熔丝；容量在100 kVA以下的变压器一次侧要配置2.0～3.0额定电流的熔丝；低压侧熔断件应按1.1倍额定电流选择。　　1.8 其它原因　　由于变压器的一、二次侧引出均为铜螺杆，而架空线路一般采用铝导线，铜铝界面在外界因素的影响下发生电离现象，铜铝之间形成氧化膜，接触电阻增大，使引线处铜螺杆、螺帽、引线烧毁。　　在检修或安装过程中，紧固或松动变压器引线螺帽时，导电螺杆跟着转动，导致一次侧线圈引线断线或二次侧引出的软铜片相碰造成相间短路。　　并联运行的配电变压器在检修、试验或更换电缆后未进行核相，随意接线导致相序接错，变压器在投入运行后将产生很大的环流，烧毁变压器。　　由于照明负荷大多数采用单相供电，管理又不到位，经常造成配电变压器长期三相不平衡运行，致使某相线圈绝缘老化而烧毁变压器
配电变压器的使用注意事项
　　配电变压器的故障，大部分是由于管理不到位和运行维护不当造成的，只要加强设备巡视管理，严格按照规程制度操作，大部分是可以避免的。　　2.1 投运前检测　　配电变压器投运前必须进行现场检测，其主要内容如下：　　a.油枕上的油位计是否完好，油位是否清晰且在与环境温度相符的油位线上。　　b.盖板、套管、油位计、排油阀等处是否密封良好，有无渗油现象。　　c.防爆管(安全气道)的防爆膜是否完好，呼吸器的吸潮剂是否失效。　　d.变压器的外壳和低压侧中性点接地是否牢固可靠，接地电阻是否符合要求。　　e.变压器一、二次出线套管及与导线的连接是否良好，相色是否正确。　　测量变压器的绝缘电阻和直流电阻，应符合GB 《电器装置安装工程电气设备交接试验标准》的有关规定。　　若以上检查全部合格，则先将变压器空投(不带负荷)，检查电磁声有无异常，测量二次侧电压是否平衡，如平衡说明变压器变比正常，无匝间短路，变压器可以带负荷正常运行。　　2.2 运行中注意事项　　在配电变压器运行过程中，要定期检查三相电压和负荷是否平衡，如严重失衡，应采取措施调整。　　应经常检查变压器的油色、油位，有无渗漏，发现缺陷及时消除，避免分接开关、线圈受潮。　　定期清理配电变压器上的污垢，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，定期遥测接地电阻不大于4Ω。　　在装、拆配电变压器引出线时，严格按照检修工艺操作，避免引出线内部断裂。合理选择导线的接线方式，如采用铜铝过渡线夹或线板等。在接触面上涂导电膏，增大接触面积和导电能力，减少氧化发热。　　在配电变压器一、二次侧装设避雷器，并将避雷器接地引下线、变压器外壳、二次侧中性点分别接地。坚持每年一次的年度预防性试验，及时更换不合格的避雷器，减少因雷击、谐振产生过电压损坏变压器。积极推广使用S9系列新型防雷节能变压器。　　每次调整无载分接开关前后，应两次测量直流电阻值，并做好记录，比较三相直流电阻是否平衡，比较三相直流电阻调整前后的变化，比较三相直流电阻与历史值的差别，在确保调整正常无误后，才可投入使用。
配电变压器行业发展
　　我国配电变压器通常是指电压为35kV和10kV及以下、容量为6300kVA以下直接向终端用户供电的电力变压器。目前全国网上运行的配电变压器总电能损耗约为411亿kWh，约占2000年总发电量的3.16[%]。尽管配电变压器已是高效率的设备(95-99[%])，但由于其数量巨大和空载耗电的固定性，变压器效率即便有微小的改进也能获得相当大的能源节约和减少温室气体的排放，因此其本身存在着巨大的节能潜力。　　90年代后期，我国配电变压器行业发展速度较快。1997年以来，由于受到城乡电网改造工程的拉动，电力变压器行业保持了良好的发展势头。1999年电力变压器产量增长24.81[%]。2000年电力变压器产量增长15.88[%],配电变压器的数量比重增加：1999年配电变压器数量比重由1998年的34.72[%]上升到39.51[%]，增长5个百分点;2000年配电变压器数量比重为36.89[%]。(10kV6,300KVA及以下变压器产量为304,099台，41,778KVA，35kV6,300KVA及以下变压器产量为7,821台，9316.4KVA)。城乡电网改造工程所选用的油浸式配电变压器设备已经全部实现了由S7型向S9型的转变。　　随着市场经济的发展和科技的不断进步，新材料、新工艺的不断应用，新的低损耗配电变压器相继开发成功。国内许多变压器制造厂商投入了大量资金引进国外先进的制造技术及设备，不断研制开发低损耗变压器和各种结构形式的变压器，如油浸变压器已出现比新S9系列更节能的S10、S11系列，新干式变压器的SC9系列以及非晶合金铁心等低损耗等产品都显示了我国配电变压器的节能潜力。　　此外，在网上运行的配电变压器中役龄超过20年效率低的老旧变压器约占10[%]以上，估算容量约为2.4亿kVA,这些变压器是按照六、七十年代标准设计的产品，损耗非常高，如果花一定投资用S9去替换老旧变压器必定会获得很大经济效益。依不同容量的计算，购置S9变压器去替换旧变压器的投资回报年一般只需2~3年(未计旧变压器回收费和拆装费条件)，其节能潜力巨大。
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> &>&&>&变压器铁心多点接地的原因及诊断方法(1)
变压器铁心多点接地的原因及诊断方法(1)
作者:梁流铭
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1 出现铁心多点接地的原因从实际工程数据上看，造成铁心多点接地的原因是在生产、安装和运行过程中产生的。其中，变压器生产过程中的多点接地故障虽然消除了，但不排除个别产品出厂后，到现场测试时仍有故障点的情况。另外，铁心短路也是铁心变相的多点接地，铁心短路的原因主要有以下几点：(1)变压器内存在导电悬浮物，在电磁场的作用下形成导电小桥，使铁心与油箱壁或油箱底部短接。(2)制造变压器或更换铁心大修时，选用的硅钢片质量有问题。如硅钢片表面粗糙不光滑;热轧硅钢片涂的绝缘漆膜脱落;冷轧硅钢片的绝缘氧化膜附着力差也会脱落。以上几种情况都会造成片间短路，形成多点接地。(3)变压器油箱和散热器在制造过程中，焊渣等清理不彻底，在长期的强油循过程中，逐渐被油流带出，将铁心和油箱壁短接。(4)铁心加工工艺不合理。如毛刺超标，剪切中放的不平，夹有细小的金属颗粒或硬质非金属微粒，将叠片压出一个个小坑，另一面则成小凸点，叠装后也将破坏绝缘层造成片间短路。(5)叠压不当。叠压系数取得过大，使压力过大，破坏了片间绝缘。(6)运行维护不当。变压器长期超铭牌容量运行使片间绝缘老化;平时巡视和检测不够，使铁心局部过热严重，片间绝缘遭破坏造成多点接地。还有，变压器在制造或大修过程中，钢刷丝、起重用的钢丝绳的断股及微小金属丝在电磁场的作用下被竖起，造成铁心与油箱底部短接。(7)变压器进水，使铁心底部绝缘垫块受潮或穿芯螺杆绝缘损坏，引起铁心绝缘急剧下降，造成铁心多点接地。2铁心多点接地的诊断和处理方法2.1 观察法(1)铁心与夹件支板是否相碰。下夹件支板因距铁心柱或铁扼的机械距离不够，变压器在运行过程中受到冲击，使铁心或夹件产生位移后，两者相碰，造成铁心多点接地。处理方法为在故障点所处位置，即铁心夹件支板和铁心硅钢片碰触部位，垫入2 mm厚的绝缘纸板2～3层，并将其固定牢靠。(2)硅钢片是否有波浪凸起。上、下铁扼表面硅钢片因波浪凸起，在夹件油道两垫条之间与穿芯螺杆的钢座套或夹件相碰，引起铁心多点接地。处理方法是将钢座套锯短，使之与硅钢片距离不小于5mm，在与夹件碰接处垫2 mm厚绝缘纸板2～3层并加以固定即可。(3)用手电筒检查上、下夹件与铁心之间，铁心柱与拉板之间有无异物。(4)夹件与油箱壁是否相碰。夹件与油箱壁相碰是由于夹件本身太长或铁心定位装置松动后，当器身受冲击力或发生位移时形成的。
来源：宁波电业局检修试验工区
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　　一、过电压
　　1.遭受雷击。电力变压器的高、低压线路大多数由架空线引入，由于地处山区林地，受雷击的机率较高，所以在每年的雷雨季节，遭受雷击损坏的配电变压器比例占大修的30%以上。
　　2.系统发生铁磁谐振。农村10kV配电线路有形成过电压的条件，在系统谐振过电压时，变压器一次电流激增，此时除了造成变压器一次侧熔断器熔断外，还将损坏变压器绕组。个别情况下，还会引起变压器的套管发生闪络或爆炸。
　　二、绝缘损坏
　　1.低压线路的短路故障和负荷的急剧增加，使变压器的电流超过额定电流的几十倍，这时的绕组受到很大的电磁力矩影响而发生移位、变形。由于电流的剧增，使温度迅速升高，导致绝缘加快老化。
　　2.绕组绝缘受潮。这是因绝缘油质不佳或油面降低所造成的。一是变压器绝缘油在储存、运输或运行维护中，不慎使水分、杂质或其他油污混入油中，使绝缘强度大幅度降低。二是制造时绕组里层浸漆不透、干燥不彻底、绕组引线接头焊接不良，绝缘不完整导致匝间、层间短路。三是油面降低使绝缘油与空气接触面增大，加速空气中水分进入油内也会降低其绝缘强度，当绝缘降低到一定值时会发生短路。
　　三、分接开关
　　1.变压器渗油，使分接开关裸露在空气中，绝缘受潮后性能下降，导致放电短路，损坏变压器。
　　2.油温过高。变压器中的油主要是对绕组起绝缘、散热和防潮的作用。变压器中的油温过高，将直接影响变压器的正常运行和使用寿命。
　　3.分接开关的质量差，结构不合理，压力不够，接触不可靠，外部字轮位置与内部实际位置不完全一致，引起星形动触头位置不完全接触，错位的动、静触头使两抽头之间的绝缘距离变小，并在两抽头之间的电势作用下发生短路或对地放电，短路电流很快就把抽头线匝烧坏，甚至导致整个绕组损坏。
　　四、渗油
　　渗油是变压器最常见的外表异常现象，由于变压器本体内充满了油，各连接部位处夹有胶珠、胶垫以防渗漏，变压器经过长时间的运行会使胶珠、胶垫老化龟裂从而引起渗油。当然螺丝松动或放油阀门关闭不严，制造时有砂眼或焊接质量差也会渗漏。
　　五、铁芯多点接地
　　1.10kV配电变压器铁芯多点接地不容易发现和测试，这是因为配电变压器的铁芯接地是在内部用一块很薄的紫铜片一头夹在铁芯(硅钢片)之间，另一头则压在铁芯夹板上与变压器外壳直接连接。
　　2.铁芯硅钢片间短路。虽然硅钢片之间涂有绝缘漆，但其绝缘电阻很小，只能隔断涡流而不能阻止高压感应电流。如果硅钢片表面上的绝缘漆因自然老化，会产生很大的涡流损耗，增加铁芯的局部过热。
　　六、过负荷
　　1.配电变压器三相负载分配不均，导致三相电流不对称，不对称电流使变压器阻抗降压也不对称，因而低压三相电压就不平衡，这对变压器和用户的电气设备是不利的。
　　2.当变压器低压侧发生接地、相间短路时，将产生一个高于额定电流20～30倍的短路电流，这么大的电流作用在高压绕组上，线圈内部将产生很大的机械应力，这种机械应力将导致线圈压缩，短路故障解除后应力也随着消失，线圈如果重复受到机械应力作用后，其绝缘衬垫、垫板等就会松动脱落;铁芯夹板螺丝也会松弛，高压线圈畸变或崩裂。另外也会产生高出允许温升几倍的温度，导致变压器在很短的时间内烧毁。
　　七、人为损坏
　　1.变压器的引出线是铜螺杆，而架空线一般采用铝芯橡皮线，这样在铜铝之间很容易产生电化腐蚀，在电离作用下，铜铝之间形成氧化膜，使接触电阻增大，在引线处将螺杆、螺帽及引线烧坏或熔在一起。
　　2.套管闪络放电也是变压器常见的外表异常现象之一。空气中有导电性能的金属尘埃附吸在套管表面上，若遇上雨雪潮湿天气，电网系统谐振，遭受雷击过电压时，就会发生套管闪络放电或爆炸。
　　3.在紧固或松动变压器的引线螺帽过程中，导电螺杆跟着转动，导致变压器内部高压线圈引线扭断或低压引出的软铜片相碰造成相间短路。
　　4.在吊芯检修时没按检修规程及工艺标准进行，常常不慎地将线圈、引线、分接开关等处的绝缘破坏或将工具遗忘在变压器内，轻则发生闪烁，重则短路接地。
　　八、注意事项
　　1.定期检查三相电流是否平衡或超过额定值，如三相负荷电流严重失衡，应及时采取措施调整;检查变压器油位是否正常，有无渗漏现象，发现后尽快补油，避免分接开关、线圈露在空气中受潮。
　　2.定期清理配电变压器套管表面污垢：检查套管有无闪络痕迹，接地是否良好，接地引线有无断股、脱焊、断裂；用接地电阻测试仪检测接地电阻不得大于4Ω。
　　3.合理选用低压侧导线的接线方式，如采用铜铝过渡线夹或接线板等。并将接触面抹上导电膏，以增大接触面积，防止发热氧化。
　　4.按10/0.4kV配电变压器技术要求，在靠近变压器高、低压侧各装设一组避雷器。
　　5.切换分接开关时，必须用电桥测量出前、后两次直流电阻值，并作好记录，比较三相直流电阻是否平衡(相间差不大于4%，线间差不大于2%)，将倒换后的直流电阻值与倒换前历次记录进行比较，在确定切换正常后方可投入运行。
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