變壓器套管末屏缺陷分析及處理

蔡鷺蓉

摘 要：110 kV及以上的變壓器套管末屏缺陷引發(fā)的事故占有較大的比例，文章通過三個案例介紹油浸電容式變壓器套管交接和預(yù)防性試驗發(fā)現(xiàn)末屏接地不良和受潮缺陷的分析、處理，同時介紹油浸紙電容式變壓器套管絕緣電阻、測量介損和電容量時使用的專用工具。

關(guān)鍵詞：變壓器；套管；末屏；缺陷；試驗

中圖分類號：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）23-0097-02

高壓套管屬于電網(wǎng)中重要電氣設(shè)備，可促使攜帶強大電流與高電壓的導(dǎo)線順利穿過接地墻壁、箱壁、金屬外殼，和其他高壓電氣設(shè)備連接。

隨著電容屏數(shù)的增多電容分布越加均勻。套管末屏是內(nèi)部絕緣、外部絕緣交界媒質(zhì)，其運行質(zhì)量可作為對內(nèi)部絕緣狀況加以衡量的重要指標(biāo)，當(dāng)高壓套管末屏存在安全隱患時，整個套管，甚至變壓器將會出現(xiàn)嚴(yán)重的缺陷故障。

1 概 述

油浸電容式變壓器套管為了使徑向和軸向場強均勻，其絕緣結(jié)構(gòu)采用電容型，電容芯子是套管的主絕緣，電壓應(yīng)力主要由它承擔(dān)，它由邊沿鑲有半導(dǎo)體層的鋁箔（電極板）與屏間絕緣介質(zhì)纏繞在導(dǎo)電管上，形成多層、段同心圓柱型電容器，最外層一張鋁箔（末屏）的引線連接有絕緣的（小套管）末屏導(dǎo)電桿引出后接地，末屏在運行中應(yīng)可靠接地，供測量套管的介損和電容量時末屏可與接地分離。

如果運行中由于各種原因造成末屏接地不良，那么末屏就會對地形成一個電容，而這個電容遠(yuǎn)小于套管本身的電容。按照電容串聯(lián)原理，將在末屏與地之間分布很高的懸浮電位，造成末屏對地放電，燒毀附近的絕緣物。

變壓器是電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)電壓變換、電能傳輸和終端分配的電力設(shè)備。變壓器高低壓側(cè)套管如果存在缺陷或故障，將直接危及變壓器的安全運行及其供電可靠性。對于低壓側(cè)套管，由于其結(jié)構(gòu)簡單，需要檢修時間短，維護(hù)比較方便。而對于高壓側(cè)套管（油浸電容式套管），由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)周期長，檢修難度較大。因此，加強對油浸電容式套管絕緣試驗和油的色譜分析監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)異常時應(yīng)及時進(jìn)行檢修與維護(hù)，減少并杜絕套管事故是十分重要的。

2 變壓器套管末屏缺陷的原因分析及處理

2.1 案例1

廈門某發(fā)電廠升壓站220 kV#4主變進(jìn)行年檢時，發(fā)現(xiàn) 220 kV主變高壓側(cè)套管（型號為BRLW-252/1600-4，2005年生產(chǎn)）A相末屏有放電燒黑現(xiàn)象，B相末屏有黑色放電燒黑油外滲， 相高壓套管末屏銅銹。如圖1所示。

分別抽取A、B、C相高壓套管油樣進(jìn)行色譜分析，發(fā)現(xiàn)A、B出現(xiàn)乙炔，分別為60與114 μL/L。對套管油數(shù)據(jù)分析初步判斷A、B相套管內(nèi)部存在局部放電現(xiàn)象，由于末屏接地不良導(dǎo)致套管。

隨后決定對末屏進(jìn)行徹底檢查，拆開固定末屏接地盒，發(fā)現(xiàn)AB相末屏連接引線未斷線末屏內(nèi)絕緣墊塊、密封圈鋼帽、彈簧有嚴(yán)重的燒蝕，并伴有黑色放電燒黑油外滲。

由于A、B兩相末屏連接引線未斷線，廠家只更換了絕緣圈、密封墊圈、銅帽、彈簧、末屏接地盒等部件并采用熱油循環(huán)沖洗和抽真空注油，末屏處理之后，進(jìn)行套管電氣預(yù)防性試驗合格并投入運行，試驗數(shù)據(jù)，見表2。

2.2 案例2

廈門某新建變電站對#1主變110 kV套管進(jìn)行交接試驗過程中，發(fā)現(xiàn)110 kV套管B相（型號為BRDLW2-126/630-3）末屏對地絕緣電阻200 MΩ在進(jìn)行末屏對地進(jìn)行介損測量時，發(fā)現(xiàn)末屏處有放電現(xiàn)象，不能介損測量，判斷末屏對地絕緣不良，廠家更換末屏主絕緣圈、末屏內(nèi)密封圈墊后試驗合格。

以上兩個案例的套管末屏接地方式比較特殊，是通過套在末屏引出桿上彈簧壓力推壓銅套與末屏接地盒連接套管法蘭接地的。

在測量套管介損、電容量和局部放電量試驗過程中，末屏引出端子必須與地分離，這就要求使用外力推壓末屏引出端子銅套，在沒有專用工具時，經(jīng)常借助螺絲刀的力量推壓銅套壓制彈簧，使末屏端子脫離與地連接，這樣末屏引出線端子與地脫離比較費力，在完成脫離末屏與地連接的過程中銅套，壓力彈簧受力不均勻，從而易引起彈簧形變失常，同時螺絲刀也容易損傷，造成卡澀，彈簧壓力不能夠自由推動時銅套，以致不能有效可靠復(fù)位與地連接，造成末屏接地不良，這樣勢必造成惡劣的后果?？梢娔┢烈龆俗鱼~套損傷和銅銹以及末屏引出端子外蓋密封圈位置的斑跡說明外蓋沒有蓋緊，有進(jìn)水現(xiàn)象，造成彈簧和末屏引出端子及銅套銹卡澀接地不良。

對于這種彈簧推壓式接地的末屏裝置，制作一種末屏引出線端子與地分離的專用工具，該工具呈圓柱狀結(jié)構(gòu)，一端的內(nèi)口徑與末屏端子相匹配，在推壓末屏引出端子銅套壓緊強力彈簧過程中，改變了之前彈簧點受力不均勻的狀況，因此有效地解決了彈簧受力不均勻的問題，使彈簧局部不容易位移。在下專用工具端制作兩個對稱的凹槽，使在試驗過程中，當(dāng)末屏引出線端子與地脫離的同時，可以插入試驗所用的插銷。

通過采用新式的專用工具，在末屏試驗過程中，試驗人員完成末屏引出線端子與地分離，省時又省力，同時使用過程中，彈簧受力均勻，不易造成內(nèi)部彈簧位移和末屏引出端子芯及銅套損傷，使試驗完畢后，末屏接地能正確可靠的復(fù)位。

2.3 案例3

廈門某變電站110 kV#3主變間隔擴(kuò)建工程，對#3主變110 kV套管進(jìn)行交接試驗過程中，發(fā)現(xiàn)#3主變中性點套管（型號BRDLW2-72.5 /630-4）末屏對地絕緣電阻只有100 MΩ，隨后進(jìn)行介損試驗，發(fā)現(xiàn)主絕緣的介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ為0.295%，電容量Cx為366.2 pF試驗合格，而末屏對地的介質(zhì)損耗因數(shù)為3.16%，電容量Cx為398.6 pF，介損值超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定tgδ<2%，判斷為末屏受潮，隨后與廠家一起對末屏進(jìn)行檢查時，發(fā)現(xiàn)密封圈密封不良，引起末屏主絕緣圈受潮，于是對絕緣圈進(jìn)行熱風(fēng)干燥，并更換密封圈處理后，又重新進(jìn)行試驗，末屏對地的介質(zhì)損耗因數(shù)為0.734%，電容量Cx為398.7 pF試驗合格。

這種型號套管的末屏接地方式，是通過末屏引出銅螺桿與末屏罩之間通過內(nèi)螺紋連接并通過末屏罩外螺紋形成固定接地，如果套管末屏罩在擰緊過程中末擰緊或擰力度過大，也會造成接地、密封不良而引起的事故隱患。

3 得到的結(jié)論

通過以上三起變壓器套管末屏裝置缺陷和異常情況，所以加強對油浸電容式套管絕緣試驗和油的色譜分析監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)異常時應(yīng)及時進(jìn)行檢修與維護(hù)，減少并杜絕套管事故是十分重要的應(yīng)加強對變壓器套管末屏日常運行維護(hù)工作。

①110 kV及以上電壓等級的變壓器套管末屏在進(jìn)行交接和預(yù)防性試驗時應(yīng)進(jìn)行重點檢查，發(fā)現(xiàn)異常情況及時進(jìn)行處理。

②油中溶解氣體色譜分析是發(fā)現(xiàn)充油電氣設(shè)備內(nèi)部故障的有效手段。

③變電運行人員在巡視設(shè)備時，還需注意變壓器套管末屏裝置是否出現(xiàn)滲漏和油污現(xiàn)象，末屏處有無異常間歇放電情況，另外，檢修試驗人員可以利用紅外裝置對設(shè)備進(jìn)行測溫，增加對末屏位置的測量，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時處理。

④加強安裝、檢修和試驗人員的培訓(xùn)，充分了解各種末屏裝置的結(jié)構(gòu)，避免由于人為因素造成工作過程中對末屏的損壞，堅持使用專用工具，同時在安裝、檢修和試驗工作結(jié)束后及時將末屏接地復(fù)位，檢查是否接地良好，有末屏蓋應(yīng)放好密封圈， 擰緊末屏蓋，防止末屏進(jìn)水受潮。

4 結(jié) 語

110 kV及以上的變壓器套管末屏缺陷可造成嚴(yán)重危害，在實際運行中，工作人員應(yīng)掌握缺陷出現(xiàn)原因，及時檢修并對應(yīng)處理，從而保證用電安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姚荃，韓海軍，趙朋，等.變壓器套管末屏接地裝置常見故障及判斷方法 [J].河北電力技術(shù)，2015，34（6）：56-58.

[2] 楊坡，孟慶大，王建偉，等.變壓器套管末屏接地缺陷分析及改進(jìn)措施 [J].華北電力技術(shù)，2015（5）：61-65.

[3] 申琦，姚軍，王來善，等.220 kV變壓器套管末屏缺陷分析及其預(yù)防措施 [J].安徽電力，2012（1）：20-23.