淺談變壓器套管的故障及維護

李詠華　侯海靜

【摘 要】變壓器是一種用來改變電壓和電流的電器設(shè)備。在電力系統(tǒng)中，變壓器的地位是十分重要的，不僅所需數(shù)量多，而且要求性能好，運行安全可靠。變壓器主要由由鐵心、繞組、器身絕緣、油箱和套管等組部件構(gòu)成。變壓器繞組的引線是依靠套管引出箱外的， 套管起到對油箱的絕緣、固定和將電流輸送到箱外的作用，它需適應(yīng)外界各類環(huán)境條件，并要有一定的機械強度，是變壓器中一個主要部件。套管需有不同的電壓和電流等級，外絕緣大多是瓷套。套管有純瓷套管、充油套管、充氣套管、電容式套管等不同形式。而電容式套管是以電容芯子為主絕緣的套管，有膠紙電容式和油紙電容式套管兩種，本文對油紙電容式套管的故障分析和檢修維護等談?wù)勛约旱囊恍┛捶ā?/p>

【關(guān)鍵詞】電容；故障；檢修

1.對套管的故障進行分析，歸納出以下主要原因

套管表面臟污吸收水分后，會使絕緣電阻降低，其后果是容易發(fā)生閃絡(luò)，造成跳閘。同時，閃絡(luò)也會損壞套管表面。臟污吸收水分后，導(dǎo)電性提高，不僅引起表面閃絡(luò)，還可能因泄漏電流增加，使絕緣套管發(fā)熱并造成瓷質(zhì)損壞，甚至擊穿；套管膠墊密封失效，油紙電容式套管頂部密封不良，可能導(dǎo)致進水使絕緣擊穿，下部密封不良使套管滲油，導(dǎo)致油面下降。套管密封失效的原因主要有兩個方面：一是由于檢修人員經(jīng)驗不足，螺栓緊固力不夠；二是由于超周期運行或是膠墊存在質(zhì)量問題、膠墊老化等；套管本身結(jié)構(gòu)不合理，且存在缺陷。比如，有的220kV主變套管，由于引線與引線頭焊接采用錫焊，220千伏A相套管導(dǎo)壓管為鋁管，導(dǎo)線頭為銅制，防雨相為鋁制，這種銅鋁連接造成接觸電阻增大，使連接處容易發(fā)熱燒結(jié)，導(dǎo)致發(fā)生事故；套管局部滲漏油，絕緣油不合格， 套管進水造成輕度受潮； 套管中部法蘭筒上接地小套管松動斷線；接地小套管故障，使套管束屏產(chǎn)生懸浮電位，發(fā)生局部放電；套管油標管臟污，看不清油位，在每年預(yù)試取油樣后形成虧油。

在套管大修中，抽真空不徹底，使屏間殘存空氣，運行后在高電場作用下，發(fā)生局部放電，甚至導(dǎo)致絕緣層擊穿，造成事故。

2.根據(jù)以上的故障分析，可以從針對主要缺陷方面制定以下一些處理措施

針對套管油樣不合格、含乙炔氣等缺陷。采取的措施是：對套管要進行嚴格檢驗，各種試驗合格后方可投入運行，避免人為因素引起故障。

針對套管密封不良，有進水或滲漏油現(xiàn)象。采取的措施是：通過更換質(zhì)量好膠墊保持密封，擰緊緊固螺栓，使套管無滲漏。

針對套管本身結(jié)構(gòu)不合理而引起頭部過熱等缺陷。具體措施可采用變銅鋁過渡為銀銅接觸，從而減小氧化作用。

在拆、接、引過程中，要注意檢查各部位是否聯(lián)結(jié)良好，接觸面應(yīng)打磨后涂上導(dǎo)電膏，減小其接觸電阻。從而杜絕其過熱現(xiàn)象。

3.通過以上對油紙電容式套管故障分析及一些處理措施，大致可以發(fā)現(xiàn)形成缺陷有兩個途徑

第一是套管本身設(shè)計存在薄弱環(huán)節(jié)；第二是人為因素，是安裝、檢修人員在作業(yè)中造成的。在分析套管常見故障主要原因后，我認為套管在運輸、安裝、檢修維護等方面應(yīng)注意以下問題：

在起吊﹑臥放﹑運輸過程中， 套管起吊速度應(yīng)緩慢，避免碰撞其它物體；直立起吊安裝時，應(yīng)使用法蘭盤上的吊耳，并用麻繩綁扎套管上部，以防傾倒；注意不可起吊套管瓷裙，以防鋼絲繩與瓷套相碰損壞；豎起套管時，應(yīng)避免任何部位落地；套管臥放及運輸時，應(yīng)放在專用的箱內(nèi)。安裝法蘭處應(yīng)有兩個支撐點，上端無瓷裙部位設(shè)支撐點，尾部也要設(shè)支撐點，并用軟物將支撐點墊好。套管在箱中應(yīng)固定，以免運輸中竄動損傷。

在套管大修的裝配中應(yīng)特別注意以下幾點：防止受潮。裝配中除要有清潔干燥的條件以外，最好能在40-50℃溫度下進行組裝。因為電容芯子溫度高出環(huán)境溫度溫度10-15℃時能減少受潮的影響，所以最好在組裝前將套管的零部件和電容芯子加熱到70-80℃，保持3-4h，以便排除表面潮氣，盡可能在溫度尚未降低時裝配完；套管頂部的密封。套管頂部的密封可分為套管本身的密封和穿纜引線的密封?，F(xiàn)在大多數(shù)變電站的主變壓器的儲油柜頂裝有彈性波紋板，它與壓緊彈簧共同對由溫度變化起調(diào)節(jié)作用。在組裝彈性波紋板時，導(dǎo)管上的正、反壓緊螺母之間的密封環(huán)與儲油柜上的密封墊一定要配合妥當(dāng)，防止波紋板拉裂，以達到密封的效果。套管引線是穿纜式結(jié)構(gòu)，如果頂部接線板、導(dǎo)電頭之間密封不嚴密，雨水會沿套管頂部接線板、導(dǎo)電頭及電纜線順導(dǎo)管滲入變壓器內(nèi)部。水分進入變壓器引線根部，將會導(dǎo)致受潮擊穿，造成停電。為避免這種情況，必須用螺栓壓緊，保證密封；中部法蘭的小套管。電容屏的最外層屏蔽極板即接地電屏，用一根1.5mm2的軟絞線，套上塑料管引到接地小套管的導(dǎo)電桿上，此套管叫測量端子，裝配時要注意小套管的密封和引出軟線的絕緣。檢修時，應(yīng)將套管水平臥倒，末屏小套管朝上，卸開小套管即可檢查末屏引線等情況，還可以作相應(yīng)的修理。在套管運行和作耐壓試驗時，其外部接地罩應(yīng)良好接地；均壓球調(diào)整應(yīng)適當(dāng)。均壓球在中心導(dǎo)管尾部，沿導(dǎo)管軸向可以上下擰動，以便能與主體引線裝配配合。均壓球必須擰緊，否則會發(fā)生均壓球與套管間放電。均壓球除了遮擋住底部、螺母、放油塞等金屬件外，還要滿足電氣強度的要求，即調(diào)整均壓球的位置，可以縮小套管尾部到油箱壁的絕緣距離及繞組的爬電距離，改善輻向和軸向的電位分布。如調(diào)整不當(dāng)，球面會產(chǎn)生滑閃放電，造成介質(zhì)擊穿，對套管的電氣性能危害很大；油樣閥、放油塞的質(zhì)量要好，不得有銹跡；膠墊的質(zhì)量應(yīng)良好；真空注油時，應(yīng)首先建立真空，檢查套管各部分密封情況，然后保持殘壓在133.3Pa以下，按規(guī)定時間注油。注油后破壞真空時，套管油位稍有下降，若有缺油現(xiàn)象需及時加油?？紤]到取油樣，應(yīng)略多注一些油。

套管做試驗特別是測量介損時要注意其其放置的位置，因為套管的電容小，當(dāng)位置不同時，因高壓電極和測量電極對未完全接地的構(gòu)架、物體、墻壁和地面的雜散阻抗的影響，會對套管的實測結(jié)果有很大影響。不同的位置，這些影響又不相同，所以往往出現(xiàn)分散性很大的測量結(jié)果。因此，測量介損和其它試驗時，應(yīng)把套管垂直垂直放置在妥善接地的套管架地進行，不要把套管水平放置或用絕緣索吊起來在任意角度進行測量，以保證測量數(shù)據(jù)的準確。

檢修維護人員應(yīng)注意以下問題： 試驗人員拆接末屏小套管引線時，應(yīng)防止導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動或擰斷接地引線，試驗后應(yīng)恢復(fù)原狀。根據(jù)我的工作經(jīng)驗，試驗結(jié)束后可用萬用表來測量末屏是否接地，這是檢查末屏接地拆除后是否已經(jīng)恢復(fù)的一種比較可靠的辦法；取油樣人員工作結(jié)后，應(yīng)擰緊采樣閥；拆接引線人員，上下套管時應(yīng)注意防止套管破損；檢修人員應(yīng)觀察套管油位并及時補油。

另外，檢修維護人員應(yīng)熟悉套管的技術(shù)要求。首先要熟悉套管的技術(shù)性能，如套管出廠時的主要試驗項目有介損測量、局部放電測量、工頻耐壓試驗、密封性試驗、以及外觀和尺寸檢測等。其次要熟悉套管的使用條件，如套管安裝的周圍環(huán)境溫度為-40～+40℃，在變壓器上的安裝角度與其垂直軸線之間不超過30°等。檢修維護人員還應(yīng)當(dāng)做到：利用一切停電的機會認真檢查套管，及時消缺，排除隱患；嚴把質(zhì)量關(guān)，所購檢修維護材料均經(jīng)有關(guān)方面驗收認可；不斷提高自己的專業(yè)技術(shù)水平，確保檢修質(zhì)量。