主變油氣型高壓套管缺陷原因分析

董建筠

摘 要：文章介紹了某電廠由于主變油氣型高壓套管存在缺陷，導(dǎo)致氣側(cè)SF6氣體滲漏進(jìn)變壓器油中，觸發(fā)了輕瓦斯動作報警的情況，分析了油氣型高壓套管發(fā)生缺陷的原因，并提出了主變高壓套管運行和檢修中需要注意的事項。

關(guān)鍵詞：主變；高壓套管；缺陷分析；預(yù)防措施

中圖分類號：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）11-0077-02

1 缺陷概述

某電廠9月16日08：33#1主變突發(fā)輕瓦斯報警，運行值班人員就地檢查主變運行正常，提取變壓器本體油樣及瓦斯繼電器內(nèi)積聚的約350 mL氣體進(jìn)行化學(xué)分析，油化驗結(jié)果未發(fā)現(xiàn)異常，氣體化驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)氫氣（H2）及甲烷（CH4）的含量分別達(dá)到18 433.4 uL/L和424.1 uL/L；9月16日，19：30再次取變壓器本體油樣及瓦斯繼電器積聚的氣體進(jìn)行化學(xué)分析，油化驗結(jié)果未發(fā)現(xiàn)異常，氣體化驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)氫氣（H2）及甲烷（CH4）的含量分別達(dá)到15 397 uL/L和210 uL/L。9月17日早上8：30左右#1主變輕瓦斯再次動作報警，現(xiàn)場檢查主變本體瓦斯繼電器內(nèi)部積存有350 CC氣體，現(xiàn)場檢查變壓器繞組溫度及運行聲音正常，冷卻器運行正常，變壓器本體、冷卻器、潛油泵及管道未見明顯滲油點，油枕油位與正常運行比較未見異常下降，用紅外攝像儀檢查變壓器本體、低壓升高座、高壓套管、潛油泵等部位，檢查未見有異常的發(fā)熱點。由于氣體產(chǎn)生的原因不明，且產(chǎn)氣量沒有明顯增大，決定采取降低主變負(fù)荷，加強觀察的運行措施。

#1主變是ALSTHOM公司生產(chǎn)的變壓器，主要差數(shù)為：容量716 MVA，變比19/525 kV，高壓套管型號：500 HC424D1，

高壓套管型式：油/SF6套管。#1主變連續(xù)出現(xiàn)輕瓦斯報警且不斷有氣體釋出，對提取的油樣及氣樣進(jìn)行常規(guī)化學(xué)分析均不能判斷出變壓器內(nèi)部存在故障，因此我們再次對可能的氣體源頭進(jìn)行排查，考慮到主變高壓套管是油/SF6套管，且正常運行時氣側(cè)的SF6氣體壓力比變壓器本體的油壓高，是否存在SF6氣體沿套管滲漏進(jìn)變壓器油中的可能性，為此我們將氣體樣本送化學(xué)氣體檢驗單位進(jìn)行SF6氣體成分檢測，發(fā)現(xiàn)氣體樣本中存在約70%的SF6成分，由此驗證了此前的判斷。

2 主變高壓套管缺陷原因分析

為判斷分析SF6氣體沿套管進(jìn)入變壓器油中的原因，在主變停運后對套管進(jìn)行了檢查及電氣試驗，發(fā)現(xiàn)#1主變C相高壓繞組（連同高壓套管）的直流電阻值比A、B相繞組的直流電阻值增大3%左右，同時C相高壓側(cè)套管主屏電容值異常，試驗結(jié)果較上次檢修試驗值增大5%以上。為進(jìn)一步確認(rèn)問題原因，對高壓套管所有連接部位進(jìn)行了拆檢，并對C相套管進(jìn)行了解體檢查，檢查發(fā)現(xiàn)的問題及原因分析如下。

2.1 繞組直流電阻增大的原因

拆下#1主變C相高壓套管SF6氣體側(cè)的導(dǎo)體過渡連接件，發(fā)現(xiàn)其與套管頭部的接觸面存在發(fā)熱現(xiàn)象。去除連接件不帶高壓側(cè)套管，單獨測量變壓器C相高壓繞組直流電阻，其值與A、B相繞組的直流電阻值相近。因此判斷造成C相高壓繞組直流電阻異常的原因是高壓套管SF6氣體側(cè)的過渡連接件與套管頭部位的接觸面存在局部接觸不良所致。

2.2 套管電容值異常增大的原因

2.2.1 主電容值測量情況

試驗測量C相套管主電容值為360 pF，與往年測量結(jié)果（336 pF）相比，其變化值達(dá)7.1%，據(jù)此初步判斷套管內(nèi)部已存在故障。

2.2.2 主導(dǎo)電桿檢查情況

拆開套管兩端固定端頭，抽出導(dǎo)電桿，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電桿有明顯過熱現(xiàn)象，導(dǎo)電桿中部已過熱變色（如圖1所示），但氣側(cè)導(dǎo)電桿與端頭觸指接觸良好，氣側(cè)端頭兩根與電容芯子第一屏連接電纜絕緣外皮也因主導(dǎo)電桿過熱而熔化成裸銅線（如圖2所示），主導(dǎo)電桿油氣兩端的橡膠密封墊片均因受熱老化質(zhì)變（如圖3、圖4所示），密封效果受到嚴(yán)重影響。

2.2.3 主電容芯檢查情況

將電容芯子在法蘭前后按徑向分切成三段，拆除氣側(cè)電容芯子的鋁金屬端頭，沿軸向切開電容芯子后發(fā)現(xiàn)氣側(cè)電容芯子端頭有嚴(yán)重過熱現(xiàn)象。由于發(fā)熱，電容芯子第一屏沿端頭根部出現(xiàn)長度約320 mm的開裂現(xiàn)象（如圖5所示），這是導(dǎo)致套管電容值異常的主要原因。

2.3 缺陷原因分析

通過以上檢查分析，套管缺陷產(chǎn)生的根本原因是由于套管氣側(cè)連接面接觸不良而使導(dǎo)體長期發(fā)熱所致，發(fā)熱所產(chǎn)生的熱量向套管主導(dǎo)電桿（銅金屬）傳遞使主導(dǎo)電桿過熱，同時也使氣側(cè)電容芯子頭部過熱。主導(dǎo)電桿及端頭金屬件過熱引起該處橡膠密封件老化質(zhì)變，致使密封件密封不良而導(dǎo)致氣側(cè)SF6氣體通過主導(dǎo)電桿與電容芯之間的間隙向變壓器油側(cè)泄漏，引起變壓器輕瓦斯動作報警。另外，套管電容芯子異常發(fā)熱，使主電容芯子第一屏電容芯子沿氣側(cè)端頭根部出現(xiàn)長度約320 mm的開裂，引起主電容值異常增大。

3 避免主變套管發(fā)生缺陷的預(yù)防措施

①針對此類型主變高壓套管，當(dāng)變壓器運行中發(fā)生輕瓦斯報警后，用常規(guī)的檢測手段無法判斷原因時，應(yīng)采取多方面的檢查分析手段，避免誤判漏判，導(dǎo)致延誤故障處理的時間。

②檢修過程中，重視電氣設(shè)備導(dǎo)電回路完好性檢查，設(shè)備檢修回裝時需檢測導(dǎo)電回路的完好性，并確保導(dǎo)電回路中的所有接觸面在安裝后滿足通流的要求。

③在檢修時如發(fā)現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)與出廠及前次數(shù)據(jù)有較大偏差時應(yīng)引起重視，對發(fā)生的原因進(jìn)行查找分析，以判斷是否設(shè)備存在內(nèi)部變異。

④由于油氣型高壓套管密封件采用的是橡膠材質(zhì)，其設(shè)計使用壽命不超過30年，由于受熱及油腐蝕的原因，橡膠密封件的使用壽命還會大大縮短，因此對于運行超過15年的高壓套管應(yīng)加強檢查，特別是導(dǎo)電部位發(fā)現(xiàn)有過熱跡象的應(yīng)盡早安排檢查或更換。

參考文獻(xiàn)：

[1] DL/T 573-95，電力變壓器檢修導(dǎo)則[S].