主變鐵芯接地套管連接處放電原因分析

張　邁，霍　琪，呂　哲，竇小晶，何　康，馬江濤

（1.國網(wǎng)陜西省電力公司檢修公司，陜西 西安　710065；2.國網(wǎng)陜西省電力公司，陜西 西安　710048）

主變鐵芯接地套管連接處放電原因分析

張邁1，霍琪1，呂哲1，竇小晶2，何康1，馬江濤1

（1.國網(wǎng)陜西省電力公司檢修公司，陜西 西安710065；2.國網(wǎng)陜西省電力公司，陜西 西安710048）

介紹了一起750 kV主變鐵芯接地套管螺桿與銅排連接處放電燒損的故障，通過詳細(xì)檢查分析了引線放電的原因及可能造成的危害，提出了將銅排引線更換為軟銅線的解決方案，及時(shí)消除了變壓器故障，保證了設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

變壓器；鐵芯；接地套管；銅排引線

0　引言

變壓器正常運(yùn)行時(shí)，帶電繞組及其引線與油箱之間會(huì)形成不均勻電場，而鐵芯及其金屬夾件就處于該電場中。若鐵芯接地引線在運(yùn)行中斷裂，鐵芯失去接地點(diǎn)，就會(huì)對(duì)地產(chǎn)生懸浮電位，當(dāng)2點(diǎn)之間的電位差達(dá)到能夠擊穿其間的絕緣時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生火花放電。

這種放電是間歇性的，長期下去會(huì)對(duì)變壓器油和固體絕緣產(chǎn)生不良影響，損壞變壓器繞組和鐵芯?；蛘弋?dāng)鐵芯、金屬夾件由于某種原因發(fā)生2點(diǎn)以上接地時(shí)，接地點(diǎn)之間就會(huì)形成回路，變壓器的漏磁通交鏈此閉合回路，接地線上就會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。當(dāng)環(huán)流過大時(shí)，就會(huì)引起變壓器內(nèi)部局部過熱，導(dǎo)致絕緣油分解事故。

據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，因鐵芯及其金屬夾件接地造成的事故數(shù)量在變壓器事故中位居第3。因此，準(zhǔn)確、及時(shí)地分析與處理變壓器鐵芯接地故障，對(duì)保證變壓器的安全運(yùn)行具有重大意義。

1　故障現(xiàn)象

某750 kV變電站1號(hào)主變?yōu)閺?qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷自耦無載調(diào)壓三繞組單相變壓器，額定容量為700 000 kVA，自投運(yùn)以來一直運(yùn)行正常。2014-01-23T10：39，該站運(yùn)維人員在全面持卡巡視到1號(hào)主變時(shí)，聽到1號(hào)主變C相有異常聲音，遂就近仔細(xì)巡查，聽到有明顯放電聲。

2　故障檢查情況

運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)1號(hào)主變C相運(yùn)行聲音異常后，立即展開仔細(xì)檢查。由于大型變壓器冷卻器組數(shù)多，運(yùn)行噪音較大，1號(hào)主變?nèi)粘Ｔ胍舯O(jiān)測在69.1-79.5 dB，難以辨認(rèn)異常聲音來源及類型。為精確辨認(rèn)異常聲音，避免噪音干擾，運(yùn)維人員將1號(hào)主變C相冷卻器全停，此時(shí)異常聲音依然存在，經(jīng)仔細(xì)辨別，確認(rèn)異常聲音為放電聲。通過仔細(xì)查找，發(fā)現(xiàn)放電點(diǎn)在鐵芯接地套管螺桿與銅排連接處，且連接處緊固螺栓墊片已燒損脫落，穿心螺桿近乎斷裂，傾斜嚴(yán)重，如圖1所示。

圖1　鐵芯接地套管螺桿與銅排連接處放電后狀態(tài)

運(yùn)行人員立即對(duì)放電點(diǎn)進(jìn)行紅外測溫，發(fā)現(xiàn)溫度高達(dá)96 ℃（此時(shí)室外環(huán)境溫度為2 ℃），遠(yuǎn)超出正常運(yùn)行時(shí)的溫度。間隔5 min后再次進(jìn)行紅外測溫，溫度已上升至125.4 ℃，溫度上升趨勢明顯。

用鉗形電流表測量1號(hào)主變C相鐵芯電流，數(shù)值在23-48 mA間波動(dòng)變化。同樣測試1號(hào)主變A，B兩相及2號(hào)主變?nèi)噼F芯電流值均穩(wěn)定在77 mA左右。具體數(shù)值如表1所示。雖然測試結(jié)果均小于規(guī)程規(guī)定的100 mA，但1號(hào)主變C相鐵芯電流明顯降低，說明鐵芯接地套管螺桿與銅排連接處放電造成的接地引線斷裂引起了連接電阻增大，使鐵芯電流值變小。

表1　2臺(tái)主變?nèi)噼F芯電流數(shù)據(jù)　mA

同時(shí)，查看1號(hào)主變?nèi)嘤驮诰€色譜分析數(shù)據(jù)，各相數(shù)值穩(wěn)定，符合規(guī)程要求，變壓器內(nèi)部無故障，運(yùn)行良好。

3　放電原因分析

1號(hào)主變于2010年11月投運(yùn)，至今已經(jīng)安全運(yùn)行4年多。冷卻器運(yùn)行方式為4組運(yùn)行，1組備用，1組輔助，2組停用。每組冷卻器由1臺(tái)潛油泵和3臺(tái)風(fēng)扇組成。鐵芯接地套管螺桿與銅排連接處放電原因分析如下。

（1） 大型變壓器帶4組冷卻器即12臺(tái)風(fēng)機(jī)和4組潛油泵長期運(yùn)行振動(dòng)，引起連接螺絲松動(dòng)。

（2） 鐵芯接地套管與地之間的引線采用銅排連接，此種連接方式受季節(jié)溫差影響較大，在熱脹冷縮時(shí)，銅排會(huì)對(duì)螺桿產(chǎn)生作用力，造成螺桿受力傾斜，螺栓松動(dòng)。

（3） 運(yùn)行人員通過現(xiàn)場認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)穿心螺桿與銅排通孔尺寸不匹配，間隙較大。這在主變運(yùn)行振動(dòng)時(shí)會(huì)增加接地套管螺桿與銅排之間的松動(dòng)程度，引起放電。實(shí)測鐵芯接地套管穿心螺桿直徑為12 mm，銅排通孔直徑為20 mm，墊片外徑為24 mm。查閱GB/T 5277—1985《緊固件螺栓和螺釘通孔》、GB/T 97.1—2002《平墊圈A級(jí)》，直徑為12 mm的螺桿對(duì)應(yīng)的通孔直徑應(yīng)為13 mm，墊片內(nèi)徑應(yīng)為13 mm、外徑應(yīng)為24 mm，即通孔直徑實(shí)測值與標(biāo)準(zhǔn)值相差7 mm，偏差達(dá)到62 %，使得銅排與穿心螺桿之間的接觸面僅由墊片外徑（2 mm）承擔(dān)。計(jì)算實(shí)際接觸面積僅為138.2 mm2，不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的接觸面積319.5 mm2。

（4） 排查1號(hào)主變?nèi)噼F芯及夾件接地套管銅排通孔均發(fā)現(xiàn)通孔位置存在不同程度偏差，未居中打孔，造成受力接觸面積進(jìn)一步減少，如圖2所示。

圖2　銅排通孔位置偏差示意

4　故障處理

為徹底消除故障，確認(rèn)異常放電點(diǎn)后，變電站立即按照危急缺陷處理流程有序開展工作。運(yùn)行人員于當(dāng)日向調(diào)度申請(qǐng)將1號(hào)主變運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修，將該臺(tái)變壓器鐵芯接地銅排引線更換為多股軟銅線，如圖3所示。

圖3　接地引線更換前、后對(duì)比

經(jīng)過6 h的緊急搶修，1號(hào)主變危急缺陷消除，開始靜置。1月25日20：20， 將1號(hào)主變投入運(yùn)行，紅外測溫、鐵芯電流測試、噪聲測試、油色譜分析數(shù)據(jù)顯示，1號(hào)主變運(yùn)行工況良好。

5　結(jié)束語

變壓器鐵芯及夾件接地故障是目前變壓器常見故障之一，以上根據(jù)現(xiàn)場具體事故案例的分析、處理和總結(jié)，提出了將銅排引線更換為軟銅線的處理方案，及時(shí)消除了鐵芯接地套管接地故障，保證了變壓器的安全可靠運(yùn)行。

1 全國變壓器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB 1094.3-2003電力變壓器第3部分：絕緣水平、絕緣試驗(yàn)和外絕緣空氣間隙［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.

2 王海濤，萬正喜.500 kV變壓器鐵芯夾件接地電流超標(biāo)的分析與處理［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2013，60（2）：12-15.

3 全國緊固件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 5277-1985緊固件螺栓和螺釘通孔［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1986.

4 全國緊固件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 97.1—2002平墊圈A級(jí)［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

大唐洛陽首陽山發(fā)電有限責(zé)任公司實(shí)現(xiàn)長周期安全生產(chǎn)新目標(biāo)

2016-08-31，大唐洛陽首陽山發(fā)電有限責(zé)任公司實(shí)現(xiàn)長周期安全生產(chǎn)新目標(biāo)，繼續(xù)保持全國80萬kW以上發(fā)電企業(yè)安全生產(chǎn)的領(lǐng)先水平，為企業(yè)平穩(wěn)運(yùn)行提供了有利保障。

該公司先后修訂35項(xiàng)安全管理制度和標(biāo)準(zhǔn)，并2次修訂《高壓線管理辦法》，重拳出擊，警醒違章者止步?！陡邏壕€管理辦法》要求責(zé)任人員緊盯機(jī)組大小修安全管理，持續(xù)深化開展標(biāo)準(zhǔn)化檢修工作；以項(xiàng)目化管理為手段，加大違章嚴(yán)打力度，決戰(zhàn)決勝外委單位施工安全攻堅(jiān)戰(zhàn)。從2005年到2016年，該公司成立多個(gè)專門項(xiàng)目部，不斷探索外委施工單位安全管理模式，先后安全優(yōu)質(zhì)高效地完成了4臺(tái)機(jī)組的脫硫、脫硝、超低排放等重大環(huán)保改造，得到了大唐河南發(fā)電有限公司和各級(jí)環(huán)保部門的肯定與褒獎(jiǎng)。

在構(gòu)建隱患排查長效機(jī)制方面，該公司致力于健全“三庫”工作。規(guī)范問題庫，將安評(píng)、本質(zhì)安全內(nèi)審、春查等18項(xiàng)檢查發(fā)現(xiàn)的問題納入問題庫；抓好隱患整改閉環(huán)，根據(jù)問題庫，對(duì)應(yīng)建立風(fēng)險(xiǎn)庫，制定措施，落實(shí)整改；精準(zhǔn)措施庫，對(duì)公司內(nèi)外發(fā)生的不安全事件制定的防范措施建庫，并對(duì)措施落實(shí)情況進(jìn)行抽檢、追責(zé)。至今共納入問題庫管理各項(xiàng)問題932項(xiàng)，目前共完成整改782項(xiàng)。

該公司不斷強(qiáng)化責(zé)任落實(shí)，夯實(shí)安全基礎(chǔ)，倡導(dǎo)“一切事故皆可避免”的理念，責(zé)任落地和班組建設(shè)雙管齊下，確保安全生產(chǎn)可控在控。推行“六個(gè)一”工作法，要求每個(gè)員工每天聚焦一項(xiàng)安全工作，營造人人身上有擔(dān)子的濃厚氛圍；以“兩票三制”落實(shí)為抓手，以做實(shí)“三講一落實(shí)”為切入點(diǎn)，重點(diǎn)抓好現(xiàn)場的安全管理和人員行為的風(fēng)險(xiǎn)管控，確保8項(xiàng)防人身安全措施到位做實(shí)。

該公司積極貫徹落實(shí)中國大唐集團(tuán)公司“七個(gè)加強(qiáng)”工作，強(qiáng)化堅(jiān)守紅線的意識(shí)與本領(lǐng)。該公司堅(jiān)持以每年的集團(tuán)公司一號(hào)文、安全生產(chǎn)月為契機(jī)，深入挖掘宣傳“生命至上，安全為天”的企業(yè)安全文化，促使廣大員工從內(nèi)心深處實(shí)現(xiàn)由“他律”向“自律”的轉(zhuǎn)化。同時(shí)，該公司持續(xù)開展員工安全培訓(xùn)和教育工作，至今共舉辦各種培訓(xùn)47次，參加人員8449人次，助推了一線員工安全意識(shí)和安全技能的雙提升。

（來源：中國大唐集團(tuán)公司網(wǎng)站 2016-09-09）

2016-05-18。

張邁（1981-），女，工程師，主要從事變電運(yùn)行工作，email：dxj_1000@163.com。

霍琪（1979-），男，工程師，主要從事變電運(yùn)行工作。

呂哲（1981-），男，高級(jí)技師，主要從事變電運(yùn)行工作。

竇小晶（1981-），男，高級(jí)工程師，主要從事輸變電安全管理工作。

何康（1989-），男，助理工程師，主要從事變電運(yùn)行工作。

馬江濤（1976-），男，高級(jí)技師，主要從事變電運(yùn)行工作。