500KV變壓器套管典型事故及分析

張慧軍

【摘 ?要】變壓器套管是安裝在變壓器箱外的絕緣裝置，不僅將變壓器內(nèi)部的引線引到箱外，使之與外部的線路相連接，同時還對引線具有固定作用。本文對500kV變壓器套管常見的典型故障進(jìn)行分析討論，并提出了幾點建議，希望在套管故障的實際分析中，起到一定的作用。

【關(guān)鍵詞】500kV變壓器;套管故障

變壓器套管出現(xiàn)故障及異常，尤其是100kV以上的高電壓變壓器，一旦其套管出現(xiàn)故障和異常，將會造成十分嚴(yán)重的后果。但如果能夠及時找出原因并給予相應(yīng)的措施，就能避免因套管而造成的事故?；诖?，本文針對500kV變壓器套管典型故障做了以下分析討論。

1.套管事故案例

“2017年7月11日22：47，某發(fā)電站GT12變壓器發(fā)生了出現(xiàn)套管爆炸事故，當(dāng)時，值班人員看見火苗燃燒在套管中部。事故發(fā)生之后，調(diào)查人員展開了調(diào)查，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)在500 kV的套管末屏的測試帽中丟失了一個連接末屏尾管和地的金屬環(huán)。另外，還在套管內(nèi)發(fā)現(xiàn)有不銹鋼材料熔化痕跡。于是發(fā)電廠相關(guān)人員得出了事故與接地關(guān)聯(lián)的測試帽未上緊及接地區(qū)域被裝配在長金屬圓筒緊密相關(guān)?！币韵戮透鶕?jù)該案，對500kV變壓器套管典型故障進(jìn)行如下探析。

2.套管典型故障情況

2.1 其結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)

結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理主要表現(xiàn)在導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)和末屏引出結(jié)構(gòu)上。前者的不合理因素為材料選擇有欠妥當(dāng)，如將穿纜導(dǎo)管和零層導(dǎo)管選成銅和鋁，而銅和鋁在高溫條件下的膨脹系數(shù)不同，在接觸面上形成了氧化膜，導(dǎo)致兩線之間形成電位差，產(chǎn)生了微電流。后者的不合理因素為將接地末屏設(shè)計成彈簧壓緊模式，這就導(dǎo)致末屏和地之間形成電位差，產(chǎn)生電弧放電現(xiàn)象。

2.2 套管底部漏油

套管底部漏油常出現(xiàn)在500kV或高于500kV的變壓器中。漏油原因主要有兩點：

（1）變壓器長期超負(fù)荷運作而導(dǎo)致導(dǎo)桿和母排之間接觸不良。這種情況下，變壓器內(nèi)部熱量驟增，套管底部的封圈就容易老化。

（2）母排布置失當(dāng)。母排由于自身的重力產(chǎn)生側(cè)向力矩，該力作用在絕緣套管上，導(dǎo)致密封墊和箱體之間產(chǎn)生縫隙。時間長了，縫隙逐漸增大，從而出現(xiàn)了漏油現(xiàn)象。

2.3 均壓球松脫

均壓球位于中心導(dǎo)管底部，可以沿著管軸上下移動，其松動后，會發(fā)生其和套管間的放電，從而對套管產(chǎn)生危害。例如，清河電廠的1號主變壓器套管發(fā)生故障，檢測人員在修檢時發(fā)現(xiàn)，高壓B、C相套管內(nèi)的均壓球均發(fā)生了松動現(xiàn)象。此外，均壓球還變黑，并在和導(dǎo)桿結(jié)合處有放電的痕跡。

2.4 長時間使用后，疏于檢測而遺留的問題

主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

（1）有些500kv的變壓器，其引線和引線的焊接采用錫焊，而套管壓管及導(dǎo)引頭則采用鋁管和銅管。這就容易使兩管連接后電阻增大，將套管燒焦。

（2）接地小管發(fā)生故障，使管內(nèi)產(chǎn)生較高的懸浮電流，從而發(fā)生局部范圍的放電現(xiàn)象;套管長時間使用后，其管壁上形成了油污，當(dāng)檢測人員進(jìn)行檢測時，由于看不清油位，而造成了油虧現(xiàn)象。

3.采取的相應(yīng)措施

3.1 針對套管設(shè)計不合理的問題，生產(chǎn)廠家應(yīng)引進(jìn)、吸收發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)制造技術(shù)，并從事故中總結(jié)經(jīng)驗，找到相應(yīng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)。這樣，可以從根本上解決套管結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理的問題。

3.2 套管中的油樣不符合規(guī)格，或管內(nèi)部含有乙炔等氣體時，應(yīng)對套管進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，確保無問題時，方可投入使用。

3.3 當(dāng)套管底部或其它部位因密封性不好而出現(xiàn)漏油時，應(yīng)更換高質(zhì)量的膠墊，并緊固螺栓，使管套嚴(yán)密無縫。

3.4 對套管進(jìn)行拆卸或組裝時，要檢查各部件之間連接是否完好，還應(yīng)注意接觸面上是否涂有導(dǎo)電膏，如果沒有，應(yīng)及時涂上。因為導(dǎo)電膏能起到減少各部件之間的磨察，從而降低了它們之間的接觸電阻。

4.相關(guān)建議

4.1 做好套管運輸工作

在套管上吊時，要將繩索一端系在法蘭盤的吊耳上，另一端系在其頂部，以避免碰撞到其它的物體或傾倒。此外，繩索不可系在套管的瓷裙上，以免繩索和套管碰撞而將其損壞。套管上裝時，應(yīng)將其裝在專業(yè)的箱內(nèi)，并將安裝法蘭的上端瓷裙部分和尾部用軟的支撐物支撐起來。

4.2 防止套管受潮

套管內(nèi)的干燥和清潔對其以后的運作很重要，所以在安裝時，要保持套管內(nèi)部的干燥。一般情況下，當(dāng)套管內(nèi)的溫度在40-50之間時，進(jìn)行各部件的組裝，才能避免套管內(nèi)部潮濕。所以，在安裝套管時，將其電容芯子等部件加熱到70-80℃，并在該溫度下持續(xù)3小時。這樣，在套管安裝時，才不至于受潮。

4.3 注意套管的密封性

套管密封可分為其本身的密封及穿纜引線密封兩方面。前者主要體現(xiàn)在彈性波紋板上，因為它對套管內(nèi)的溫度起調(diào)節(jié)作用。對其進(jìn)行安裝時，要注意其上的正、反壓緊螺母間的密封環(huán)和儲油柜上的密封圈的結(jié)合是否恰當(dāng)，以防止波紋板被拉裂而造成套管嚴(yán)密性不好等問題。后者主要體現(xiàn)在引線結(jié)構(gòu)上。目前500kv的套管大都采用穿纜式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以防止因雨水沿著導(dǎo)電頭、接線板進(jìn)入變壓器內(nèi)部而造成的受潮危害。

4.4 應(yīng)適當(dāng)調(diào)整均壓球

均壓球位于中心導(dǎo)管的底部，可以通過扭動而上下移動，進(jìn)而配合主體引線運作。在實際工作中，必須將其擰緊，否則，會發(fā)生和套管之間放電。另外，均壓球通過遮擋套管底部、放油塞、螺母，滿足電氣強(qiáng)度的要求，使套管底部到油箱壁間的絕緣距離得以縮短。進(jìn)而改善了軸向和輻相的點位分布。如果將均壓球調(diào)整不當(dāng)，會造成滑閃放電及介質(zhì)擊穿等危害。

4.5 對檢測人員的要求

檢修人員首先應(yīng)具備測定套管的密封性、耐壓測定、局部放電測定及介損測定等技術(shù)工作。其次，對套管的使用條件也應(yīng)當(dāng)熟知，如套管安裝時其內(nèi)部的部件應(yīng)控制在什么溫度范圍之內(nèi)等。再次，檢修人員要對套管進(jìn)行階段性的檢修，以及時消除隱患。另外，在對末屏小套管進(jìn)行拆接時，要注意不要將導(dǎo)桿擰斷或移動。

4.6加強(qiáng)套管的維護(hù)維修力度

從500kV變壓器、電抗器套管事故的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，很多套管都是因維修的不及時而出現(xiàn)帶病工作的問題，長期如此將會造成套管的破損越來越嚴(yán)重，甚至造成套管的損毀，從而影響到500kV變壓器、電抗器的安全運行。因此，要避免500kV變壓器、電抗器套管事故的發(fā)生，需加強(qiáng)套管的維護(hù)維修工作力度。首先，應(yīng)加強(qiáng)對套管的運行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量不合格的套管，應(yīng)及時采取更換措施，確保套管運行的安全性、可靠性，有效避免500kV變壓器、電抗器運行故障的發(fā)生。其次，應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行預(yù)試規(guī)程的規(guī)定，并定期測量套管的介損和電容量，應(yīng)在必要時取油樣做色譜分析，并注意檢查末屏對地的絕緣狀況和連接情況，一旦發(fā)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)異?；蜻\行狀態(tài)不佳，應(yīng)及時擬定整改措施，為500kV變壓器、電抗器的安全運行做好充分的基礎(chǔ)保障。

5.結(jié)語

套管事故在變壓器事故中雖然所占比例不大，但每年卻有上升的態(tài)勢。作為檢修人員，不僅要有相關(guān)的專業(yè)知識，更要階段性的對其進(jìn)行檢修，以降低事故的發(fā)生幾率。本文針對500kv變壓器套管的典型問題，進(jìn)行分析討論，以對套管安全性工作起到積極作用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]鄭新才，劉勛.500kV變壓器中壓套管末屏故障分析[J].變壓器，2011，21（9）：75-76.

（作者單位：國網(wǎng)山西檢修公司）