110kV高壓套管故障分析

崔華洲（江門市電力工程輸變電有限公司，廣東　江門　529000）

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110kV高壓套管故障分析

崔華洲
（江門市電力工程輸變電有限公司，廣東江門529000）

摘要：作為變電系統(tǒng)重要的結構組件，高壓套管發(fā)揮著十分重要的功能和作用，套管通過套住引線來固定引線，并對其精準定位，并確保引線對地絕緣。本文分析了110kV高壓套管的作用，然后，結合具體的套管故障分析了故障產(chǎn)生的原因，并對套管的故障防范提出了解決性對策。

關鍵詞：110kV 高壓套管；功能；作用；故障；防范措施

0　引言

高壓套管能否安全、高質、高效地工作與運行直接關系到整個變電系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性，因此，必須重視高壓套管故障防范工作，根據(jù)套管的位置、結構特點以及性能等，來科學排查故障，日常做好套管的維護與監(jiān)測工作，防范故障問題的出現(xiàn)。

1　套管的功能和作用

高壓套管是變電系統(tǒng)的一個部件，主要用來調整引線方向，將高低壓繞組引線引向正確位置，同時保護好引線并將其定位，同時讓引線對地絕緣。

由于變壓器經(jīng)過長時間的工作運轉，必然要承受一定的電壓、電流，特別是當故障發(fā)生時，瞬間過電壓或過電流都可能對變壓器帶來不良影響。此時，就需要發(fā)揮套管的保護功效。

實際使用的套管需要經(jīng)受多重檢驗，確保達到規(guī)定的規(guī)格與標準才能真正投入使用。然而，隨著高壓線路的運行，套管故障也較為常見。

2　110kV高壓套管故障概況

某地區(qū)110kV變電站主變重瓦斯動作，本體壓力釋放閥發(fā)出動作。全面深入地分析事故現(xiàn)場，并做好各方面的檢查工作，最終判斷得出：套管中的某相出現(xiàn)放電問題，從而導致了套管爆炸，引發(fā)了嚴重的故障問題。

此套管屬于油紙電容型套管，主要結構部件為：瓷瓶、中心銅管、電容芯子、法蘭、均壓球等。套管在使用前以及使用一個階段后要接受性能檢驗，以下為最新的檢驗數(shù)據(jù)，具體如表1所示。

表1　套管試驗數(shù)值

對故障套管進行拆解，將頂端螺絲，拿掉套管上方的油盅，查看油腔里面，沒有發(fā)現(xiàn)任何異常。

讓破損的上瓷套同電容芯子分離開，認真查看瓷套有無破損或裂痕，經(jīng)檢查瓷套的上半部未出現(xiàn)裂痕，下方則發(fā)現(xiàn)了一些裂痕，拆解套管尾部接地設備，仔細觀察看出其內部引線出現(xiàn)腐蝕、斷裂現(xiàn)象。而且中間的金屬法蘭已經(jīng)同電容芯子相分離，仔細看法蘭內部，也出現(xiàn)了一系列裂痕。單獨對電容芯子進行檢查，分析其表層有無放電問題，看到其尾端、套管末屏等都出現(xiàn)了黑色灼燒現(xiàn)象。特別是擊穿部位的黑色灼燒非常明顯。

在此基礎上，檢修者對電容芯子中幾個非常關鍵的放電位置實施檢查，通過一層一層的剝開電容屏，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)：擊穿部位二、三處放電點在電容屏剝離四到五屏后，不再出現(xiàn)放電問題。其中二層電容屏灼燒最為嚴重。經(jīng)過細致地剖析檢查得出：故障出現(xiàn)在變壓器工作中，由此可以判斷故障并非來自于末屏接地，因為末屏部位保持完好。

3　110kV高壓套管故障判斷

根據(jù)以上分析能夠得出，套管故障并非來自于外部，而是來自于內部放電，通過剖析套管結構，其故障具體程序如下：

（1）初步放電點。參照肢解剖析可以看到：因為套管電容屏末端出現(xiàn)了相對明顯的放電問題，而且灼燒現(xiàn)象明顯，由此可以斷定初次放電的位置，應該在電容屏末尾，二層電容屏被擊穿后，導致屏間電壓上升。

（2）放電。由于屏間電壓上升，導致了局部地區(qū)放電現(xiàn)象，同時出現(xiàn)了氣泡，從而引發(fā)了末端屏間擊穿現(xiàn)象，絕緣受損失去保護功能，出現(xiàn)了放電故障。

（3）故障的延續(xù)。套管的末尾處，選擇了特殊的絕緣保護，具體為：瓷瓶、電纜紙，這樣絕緣防護構造相對特殊，其對地擊穿電壓更高，相反，由于套管中間處有金屬性質的法蘭構造，同時，也設置了接地點，其對地擊穿電壓則更低，這樣當尾部的引線受到灼燒時，其中部法蘭由于對地絕緣較低，絕緣度滿足不了發(fā)電防護要求，從而出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，進而出現(xiàn)了絕緣擊穿現(xiàn)象，甚至帶來電弧放電，最終釀成了爆炸故障。

4　110kV高壓套管故障的總結

110kV高壓套故障帶來了嚴重的負面影響，一方面導致電力供應緊張，另一方面則帶來了危險，加劇了故障區(qū)的經(jīng)濟損失，通過此套管故障應該得出以下教訓:

4.1重視變壓套管油標的檢查

必須將套管油標作為關鍵的檢查項目，既要目測，又要利用相關檢測設備，例如：望遠鏡等來進行油標檢查，可以斷開電源檢查，一些高污染的環(huán)境下，要特別加強此項檢查。

4.2套管頂部的檢查

電容式套管屬于穿纜式套管，當變壓器處于檢修狀態(tài)時，需要對套管頂端加以檢查，重點質檢其密封度，防止潮濕冷氣的入侵。電容式套管的頂端構造如圖1所示。

4.3油紙電容式套管注油條件

要掌握好注油條件，通常要確保套管處于高度真空狀態(tài)，這是由于其內芯主要由特殊材料制成，具體為：電纜紙、鋁箔等。如果套管

未達到高真空狀態(tài)，可能出現(xiàn)屏間、絕緣層之間等進入氣體，實際運轉過程中，遇到高電壓，可能導致局部放電，或者出現(xiàn)絕緣層擊穿問題，引發(fā)故障。所以，高真空狀態(tài)注入油體是非常必要的，防止空氣的入侵。

4.4加強變壓器油檢查

由于電容式套管容量有限，不能容納太多的變壓器油，而且處于高溫狀態(tài)下，其其內部可能發(fā)生反應，優(yōu)質變壞，甚至腐蝕套管，對此就必須對套管進行定期檢查，檢查其有無損耗，同時，也要加強變壓器油質的檢測，防止油體變質腐蝕套管。

5　110kV高壓套管故障的防范

高壓套管安裝后，不能立即接通電源，而是要靜放一晝夜以上，以此來確保套管位置的穩(wěn)定。要經(jīng)常清理套管，清除其內部灰塵，為了有效預防套管出現(xiàn)故障問題，應該引入特定的檢測技術，例如：紅外熱成像技術，檢查套管引出線是否出現(xiàn)溫度超高現(xiàn)象，同時，也要檢查油位，預防由于線路間接觸不牢固所帶來的引線過熱問題，預防由于缺油所導致的套管故障問題。

要正確放置套管，通常以豎直的形式存放，這樣才能充分保護電容內芯，防止其外露油面遭受潮濕空氣的侵襲。如果套管選擇水平存放，且存放時間已經(jīng)在一年以上，就需要對電容芯子做試驗，可以通過局部放電試驗方式來檢查其質量，以及額定電壓以下的介損試驗等。

運維人員必須形成責任意識，重視日常巡檢，認真檢查套管油位，確保油位處于標準狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)套管出現(xiàn)油體滲漏問題，就必須做出處理，預防其內部潮氣的入侵。

為了防范套管故障，電力部門應該盡量對末屏接地構造進行優(yōu)化改造與更新，同時延長接地引線，以此來更好地促進末屏接地，或者對套管進行全方位的監(jiān)控，可以引進監(jiān)測設備，確保故障出現(xiàn)后能夠在第一時間被發(fā)現(xiàn)。

6　總結

本文針對110kV高壓套管故障做出了深入、細致的分析，明確了故障產(chǎn)生的原因，故障類型，以及套管故障的防范措施，必須加大對故障的防范力度，保護套管安全。

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.183