充油設(shè)備的放電故障與預(yù)防措施

摘要：隨著技術(shù)的進步，電網(wǎng)在飛速發(fā)展，設(shè)備在不斷增容、更新，建設(shè)智能化電網(wǎng)，要求設(shè)備運行更加穩(wěn)定、可靠性更高。然而某些設(shè)備（如充油設(shè)備）由于設(shè)計、制造、安裝中某個環(huán)節(jié)處理不當(dāng)或運行維護不完善，甚至受到惡劣環(huán)境氣候的影響，會引起故障的發(fā)生，通過對朔州地區(qū)充油電氣設(shè)備近年來發(fā)生的放電故障事例統(tǒng)計，分析了引發(fā)故障的常見原因，針對性的提出了改進措施，經(jīng)過實踐證明，能夠起到降低設(shè)備發(fā)生故障隱患的目的。

關(guān)鍵詞：充油設(shè)備 放電故障 原因分析 措施

0 引言

放電故障是充油設(shè)備最常見的一種故障。結(jié)合朔州地區(qū)充油設(shè)備近年來發(fā)生的放電故障，有針對性地進行了統(tǒng)計，有以下三類故障，即局部放電、火花放電和電弧放電，一旦發(fā)生設(shè)備內(nèi)部放電，部分絕緣油將發(fā)生裂解，導(dǎo)致油中含氣量驟然增加，甚至飽和出現(xiàn)逸出。對于少油設(shè)備（如套管、互感器等）將進一步導(dǎo)致內(nèi)部壓力增高。當(dāng)充油設(shè)備發(fā)生放電故障時，如果對放電故障處理不及時、不到位，在一定程度上會惡化故障的程度，甚至?xí)l(fā)火災(zāi)等。通過情況，借助色譜分析，對放電故障進行檢查。利用色譜分析進行檢查時，油中氫氣、甲烷、乙炔含量的增加是放電故障色譜異常的主要表現(xiàn)形式，借助氣體的種類和含量，進而對故障進行分析。通常情況下，氫氣和甲烷含量增大是紙絕緣爬電等低能放電故障，乙炔和氫氣含量增大是電容屏間局部短路擊穿放電等高能放電故障。

1 局部放電故障診斷實例

1.1 事例介紹

2006年11月30日朔州地區(qū)向陽堡220kV變電站投運，投產(chǎn)驗收時，因220kV所有CT出現(xiàn)油位偏低，在現(xiàn)場廠家通過進行補油，補油后經(jīng)色譜分析發(fā)現(xiàn)CT乙炔含量在5μL/L左右。于是廠家采取了注氮氣；處理后，乙炔含量在0.5-1.32μL/L之間；投運一周以后，數(shù)值基本穩(wěn)定。2007年4月1日，運行人員在CT254B的膨脹器上部發(fā)現(xiàn)滲油現(xiàn)象，檢測數(shù)據(jù)合格。如表1所示，是一起典型的高密度低能量局部放電故障特例。

1.2 事例簡要分析

該例中，CT發(fā)生故障的特征氣體以H2為主，CH4次之，含水量為16mg/kg、介質(zhì)損耗因數(shù)是0.12%，與交接時相比，基本沒有增長。通過IEC分析，故障屬于：低能量密度的局部放電。后來廠家對這臺CT進行吊罩處理，證明該起故障是由于真空處理不凈，造成了這次障礙的發(fā)生。

2 火花放電故障診斷實例

2.1 事例介紹

朔州地區(qū)增子坊110kV變電站1號主變壓器是青島雙星變壓器廠生產(chǎn)的SSZ9-40000/110型變壓器，2006年6月投入運行。2008年4月28日，色譜分析發(fā)現(xiàn)油樣異常，如表2所示，是一起懸浮電位引起的火花放電故障，后聯(lián)系廠家，進行處理。

2.2 事例分析

經(jīng)三比值編碼對增子坊變電站1號主變故障進行分析，其結(jié)果為“202”，屬于火花放電故障。乙炔作為主要的特征氣體，含量100μL/L左右。在試驗的誤差范圍內(nèi)，油中CO、CO2含量未發(fā)生多大變化。4月29日，進行了色譜分析，無異常現(xiàn)象；5月4日，通過采用色譜分析對分接開關(guān)油樣進行檢查，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，其特征氣體含量與本體不符；5月5日，進行高壓試驗，沒有發(fā)現(xiàn)問題。5月6日，在處理該主變的大修吊罩中，在對各部位進行檢查的過程中，檢修工作人員發(fā)現(xiàn)：在分接開關(guān)油箱中動觸頭彈簧出現(xiàn)疲勞，出現(xiàn)接觸不良，進而造成接觸電阻增大，發(fā)生放電現(xiàn)象，并且發(fā)生燒傷痕跡。

3 電弧放電故障診斷實例

3.1 事例介紹

朔州地區(qū)王坪110kV變電站1號主變?yōu)樯綎|泰開變壓器廠生產(chǎn)，于2008年12月19日投入運營，在2009年7月3日進行的迎峰度夏大檢查中，色譜分析結(jié)果中出現(xiàn)微量的乙炔，且CO增速較快，因此，評價該變壓器狀態(tài)為“注意”，在2009年12月17日的跟蹤分析中，色譜分析發(fā)現(xiàn)C2H2超過注意值（見表3），是一起典型的電弧放電故障，后聯(lián)系了廠家，進行了返廠大修處理。

3.2 事例簡要分析

從油中色譜分析列表中可以看出，變壓器內(nèi)部存在故障，經(jīng)過分析，該故障屬于電弧放電。通過高壓試驗，發(fā)現(xiàn)中壓側(cè)A相直流電阻嚴(yán)重超過注意值。斷定故障區(qū)域可能在中壓A相引線與套管導(dǎo)電桿連接處及中壓A相的引線上下出頭位置。在返廠解體時，發(fā)現(xiàn)在A相中壓線圈出頭彎折部位，故障現(xiàn)象是出頭彎折點的一根導(dǎo)線被燒蝕，問題的根源在于線圈引出頭在彎折時導(dǎo)線產(chǎn)生了皺褶。

4 預(yù)防故障措施

4.1 解決問題的思路

針對三類故障情況及原因分析，我們對新設(shè)備的安裝投運和運行設(shè)備的管理維護，進行深入細致的安排，從色譜跟蹤周期的制定到檢修、試驗的工藝方面做了認真研究，確保充油設(shè)備健康運行。

4.2 采取的對策表

4.3 具體防范措施

通過對充油設(shè)備進行預(yù)防性試驗檢查，確保設(shè)備的穩(wěn)定運行，在一定程度上避免設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)故障。秉承“安全第一，預(yù)防為主”的原則，我們嚴(yán)格遵守《交接和預(yù)防性試驗規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，對所有的充油設(shè)備進行色譜檢查，通過色譜分析，跟蹤分析氣體濃度超過注意值、相對產(chǎn)氣率大于10%的充油設(shè)備，結(jié)合電氣試驗，排查故障原因。通過利用各種措施縮短試驗周期，加強對充油設(shè)備的監(jiān)管，以及限制負荷。如果充油設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重的超標(biāo)現(xiàn)象，需要果斷采取措施，立即更換新的設(shè)備，最大限度地降低事故的發(fā)生。

4.3.1 對于新裝設(shè)備

補油前，通過色譜分析試驗和油分析試驗對耐壓、微水、介損等進行測試，在試驗全部合格后，方可進行補油；補油時，按照相應(yīng)的要求進行操作。

4.3.2 對于分接開關(guān)

結(jié)合春檢、大修等，分別測試各分接位置的直流電阻，吊罩檢修時測量觸頭的接觸電阻，檢查觸頭鍍層和接觸是否良好。

4.3.3 對于引線

重點檢查低壓套管與引線連接螺母是否松動、焊接是否良好、高壓引線應(yīng)力錐是否受潮等?，F(xiàn)場預(yù)防性試驗時注重規(guī)范操作行為，正確地拆接引線，防止接觸不良引起放電。

4.3.4 對于線圈及套管

特別是在線圈轉(zhuǎn)彎處，不僅要注意工藝標(biāo)準(zhǔn)，而且要包扎好絕緣，以免在安裝或運行過程中受損，造成故障；對于套管，要認真清理套管表面，防止表面臟污引起外部閃絡(luò)。

4.3.5 在日常維護工作中

對互感器著重檢查端部密封情況，防止進水受潮；對重要設(shè)備一年進行四次紅外測溫、油色譜監(jiān)測，及時掌握運行情況；同時，增加惡劣天氣的檢查，對于因保護動作或雷擊等現(xiàn)象，要及時取樣分析，及早發(fā)現(xiàn)內(nèi)部隱患，以便迅速采取措施消除隱患，保證設(shè)備健康運行。

5 預(yù)防效果驗證

自2010年實施以來，對于新設(shè)備，在設(shè)備投運前對其補充油進行全項目化驗，投運后除了按《交接和預(yù)防性試驗規(guī)程》執(zhí)行外，還根據(jù)氣體的產(chǎn)氣速率適當(dāng)增減色譜跟蹤次數(shù)；對于老舊設(shè)備，如變壓器，我們伴隨春檢、秋檢、迎峰度夏及度冬期間增加跟蹤次數(shù)。此外，在試驗、檢修方面加強工藝標(biāo)準(zhǔn)、提高工作質(zhì)量，按以上措施嚴(yán)格執(zhí)行，至今未發(fā)現(xiàn)充油設(shè)備發(fā)生放電故障，有效地降低了充油設(shè)備事故的發(fā)生。

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作者簡介：張登宇（1977-），男，山西朔州人，2002年畢業(yè)于太原重機學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)，工程師、技師。