油紙電容式變壓器套管檢修

李建明，韓維峰，白星明

(陽(yáng)城國(guó)際發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048102)

0 引言

油紙電容式變壓器套管主要用于72.5 kV及以上電力變壓器中，作為引入或引出變壓器各側(cè)電流的載流導(dǎo)體并對(duì)變壓器油箱外殼起絕緣作用。因其電壓分布均勻、機(jī)械強(qiáng)度高、體積小、重量輕、密封好的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在變壓器類(lèi)電力設(shè)備中。但近年來(lái)，由于在其檢修維護(hù)工作中對(duì)某些問(wèn)題沒(méi)有引起足夠重視，套管故障時(shí)有發(fā)生，有時(shí)甚至引發(fā)變壓器火災(zāi)事故。下面就油紙電容式變壓器套管檢修維護(hù)中易忽視的幾個(gè)問(wèn)題加以分析。

1 油紙電容式變壓器套管的基本結(jié)構(gòu)

1.1 常見(jiàn)結(jié)構(gòu)

外部構(gòu)造包括：接線(xiàn)板、引線(xiàn)接頭、防雨罩、油表、油塞、油枕、上瓷套、末屏、吊環(huán)、取油閥、銘牌、放氣塞、連接套管、下瓷套、均壓球等。內(nèi)部構(gòu)造包括：以油浸漬的電纜紙和鋁箔均壓電極組成的多層圓柱形電容芯子作為主絕緣，瓷件作為外絕緣及變壓器油的容器。套管為全密封結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部的變壓器油為獨(dú)立系統(tǒng)，不受大氣影響。套管頭部的油枕用來(lái)調(diào)節(jié)因溫度變化而引起的油體積變化，使套管內(nèi)部免受大的壓力。油枕上的油表供運(yùn)行時(shí)監(jiān)視油面。

1.2 套管末屏接地方式

套管末屏就是最外面一層的電容屏，在最外層電容屏上卷入一層銅帶，將引出線(xiàn)或桿的一端通過(guò)壓接或焊接方式與銅帶連接，另一端穿過(guò)小瓷套引出的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為接地端子。接地端子主要用來(lái)測(cè)量套管的介損和電容量及變壓器局部放電試驗(yàn)用，正常運(yùn)行中應(yīng)可靠接地。

接地端子的接地方式大體上分為外置式、內(nèi)置式和常接地式3種。外置式是引線(xiàn)柱外部通過(guò)接地金屬連片或接地金屬軟線(xiàn)、接地金屬連接裝置等與接地部位底座金屬相連。內(nèi)置式是引線(xiàn)柱外加罩金屬接地蓋或接地帽，引線(xiàn)柱和接地蓋相連，接地蓋直接接地。接地蓋和引線(xiàn)柱連接方式主要分為彈簧片連接和直接接觸連接。常接地式是引線(xiàn)柱外套有一個(gè)連接有彈簧裝置的金屬套，金屬套與引線(xiàn)柱緊密接觸。運(yùn)行時(shí)金屬接地套受內(nèi)部彈簧的壓力與套管內(nèi)側(cè)接地金屬法蘭相連，實(shí)現(xiàn)可靠接地。

2 檢修維護(hù)中易忽視的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

2.1 套管的電氣預(yù)防性試驗(yàn)工作

2.1.1 對(duì)套管絕緣油的油色譜分析工作不重視

(1) 電力企業(yè)有些設(shè)備管理人員或運(yùn)維人員認(rèn)為：高壓套管內(nèi)部容易形成負(fù)壓，不好取油樣而且套管內(nèi)部油量較少，因此在實(shí)際工作中基本不安排此項(xiàng)工作。

(2) 對(duì)油色譜的檢測(cè)周期掌握不好，許多單位依據(jù)DL/T 596—1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定執(zhí)行，周期為“投運(yùn)前、大修后、必要時(shí)”，上套管油色譜分析往往一次都沒(méi)有做過(guò)，由于不能及時(shí)掌握設(shè)備的健康狀況，為設(shè)備運(yùn)行埋下隱患，最終導(dǎo)致了故障的發(fā)生。

結(jié)合運(yùn)行中油紙電容式套管絕緣故障頻發(fā)的實(shí)際以及由于其復(fù)雜的絕緣結(jié)構(gòu)，定期對(duì)變壓器套管絕緣油做油色譜分析是很有必要的。要嚴(yán)格按照DL/T 596—1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的“投運(yùn)前、大修后、必要時(shí)”周期標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，尤其在投運(yùn)前的套管油色譜原始記錄對(duì)套管的壽命或運(yùn)行狀況分析非常重要。甚至某些電力集團(tuán)除規(guī)定“投運(yùn)前、大修后、必要時(shí)”外，增加了“110 kV及以上套管6～10年”檢測(cè)1次的要求。

因此建議對(duì)在運(yùn)的未進(jìn)行過(guò)套管油色譜檢測(cè)的套管，應(yīng)利用停電機(jī)會(huì)取樣分析。當(dāng)色譜結(jié)果存在異常時(shí)，應(yīng)查明原因，及時(shí)處理。特別是某些有家族性缺陷的油紙電容型高壓套管，更要縮短檢測(cè)周期，異常時(shí)予以停電更換。

由于各個(gè)廠(chǎng)家的套管取樣結(jié)構(gòu)差異較大，取樣部位、取樣方法各不相同，許多產(chǎn)品還需要專(zhuān)門(mén)取樣工具，有時(shí)需要廠(chǎng)家技術(shù)服務(wù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)服務(wù)或指導(dǎo)。無(wú)論怎樣，我們都應(yīng)該對(duì)套管油色譜進(jìn)行分析，掌握設(shè)備底數(shù)。

取油樣工作結(jié)束后，必須更換取樣口密封圈，密封圈必須放正且防止力矩過(guò)大損壞。某變電站變壓器套管發(fā)生過(guò)因套管取樣操作不當(dāng)，運(yùn)行半年后雨水逐漸進(jìn)入套管或變壓器內(nèi)部導(dǎo)致故障的情況。

2.1.2 測(cè)試數(shù)據(jù)缺乏技術(shù)分析

要充分利用變壓器停電機(jī)會(huì)，定期對(duì)套管進(jìn)行介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果要與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，從微小變化中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。測(cè)試數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常后，要仔細(xì)分析和查找原因，并采取定期跟蹤試驗(yàn)等措施，問(wèn)題嚴(yán)重的套管要及時(shí)處理。表1是在套管介質(zhì)損耗和電容量預(yù)試方面，DL/T 596—1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中對(duì)套管的通用要求與南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司對(duì)于某些具有家族性缺陷的套管產(chǎn)品的特殊要求之間的差異比較。

表1 套管預(yù)試規(guī)程通用要求與特殊要求差異比較

因此我們?cè)诠ぷ髦?，除按照《DL/T 596—1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)油紙電容式套管開(kāi)展定期絕緣監(jiān)督工作外，特別是對(duì)于某些具有家族性缺陷的套管產(chǎn)品，更要縮短檢測(cè)周期，加強(qiáng)劣化分析及運(yùn)行中的巡視檢查。測(cè)試數(shù)據(jù)異?；蛴袟l件時(shí)予以停電更換。

2.2 套管末屏引線(xiàn)及其接地狀況的檢查與驗(yàn)收

容易出現(xiàn)的問(wèn)題有：末屏引線(xiàn)焊接不良、脫焊；末屏引線(xiàn)接地端螺母松動(dòng)、脫落；末屏引線(xiàn)太短，受拉力和接地螺母的剪切力及拆、接末屏外接地線(xiàn)時(shí)被拉斷；運(yùn)行前末屏未接地。

套管因內(nèi)部末屏引線(xiàn)斷開(kāi)可造成套管絕緣擊穿，瓷套爆碎，變壓器著火。

檢修試驗(yàn)中因末屏引線(xiàn)反復(fù)拆接，小瓷套芯子的外螺母松動(dòng)，造成芯子轉(zhuǎn)動(dòng)，致使擰斷小瓷套內(nèi)側(cè)末屏引線(xiàn)或使內(nèi)側(cè)螺母松脫，從而造成末屏引線(xiàn)接地不良或失去接地，運(yùn)行中造成套管電容屏絕緣擊穿。

針對(duì)以上問(wèn)題，采取以下應(yīng)對(duì)措施。

(1) 加強(qiáng)套管末屏接地檢測(cè)、檢修和運(yùn)行維護(hù)，每次拆、接末屏后應(yīng)檢查末屏接地狀況，在變壓器投運(yùn)時(shí)和運(yùn)行中開(kāi)展套管末屏的紅外檢測(cè)。

(2) 對(duì)結(jié)構(gòu)不合理的套管末屏接地端子應(yīng)進(jìn)行改造。

(3) 試驗(yàn)人員拆接末屏小瓷套引線(xiàn)時(shí)，應(yīng)防止導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動(dòng)或擰斷接地端引線(xiàn)，試驗(yàn)后應(yīng)恢復(fù)原狀。

(4) 對(duì)于外置式、常接地式末屏接地結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)結(jié)束后可用萬(wàn)用表來(lái)測(cè)量末屏是否接地或接地是否良好。

(5) 建議將套管末屏接地的導(dǎo)通測(cè)試列為套管試驗(yàn)的最后一個(gè)項(xiàng)目，強(qiáng)制執(zhí)行。

2.3 套管頂部密封失效

套管頂部的密封可分為套管本身的密封和穿纜引線(xiàn)的密封。現(xiàn)在大多數(shù)套管儲(chǔ)油柜頂部裝有彈性波紋板，它與壓緊彈簧共同對(duì)套管油溫度變化起調(diào)節(jié)作用。在組裝彈性波紋板時(shí)，導(dǎo)管上的正、反壓緊螺母之間的密封環(huán)與儲(chǔ)油柜上的密封墊一定要配合妥當(dāng)，防止波紋板拉裂引起的密封失效。套管引線(xiàn)是穿纜式結(jié)構(gòu)時(shí)，如果頂部接線(xiàn)板、導(dǎo)電頭之間密封不嚴(yán)密，雨水會(huì)沿套管頂部接線(xiàn)板、導(dǎo)電頭及穿纜滲入套管升壓座或變壓器引出線(xiàn)處，因受潮導(dǎo)致絕緣擊穿。

針對(duì)以上問(wèn)題，采取以下應(yīng)對(duì)措施。

(1) 加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)造及現(xiàn)場(chǎng)套管安裝檢修時(shí)質(zhì)量控制措施，尤其注意組裝彈性波紋板時(shí)各密封環(huán)、密封墊的尺寸、間隙配合問(wèn)題。

(2) 針對(duì)套管頭部密封不嚴(yán)進(jìn)水問(wèn)題，一是要結(jié)合停電檢修，對(duì)變壓器套管上部注油孔的密封狀況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)處理；二是加強(qiáng)對(duì)變壓器套管試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，數(shù)據(jù)異常時(shí)要引起足夠重視。

(3) 對(duì)于某類(lèi)有家族性缺陷的產(chǎn)品，退出運(yùn)行前，要測(cè)試套管端部與導(dǎo)電桿的等電位連接，檢查電纜接線(xiàn)柱上的橡膠墊圈、蝶形彈簧、注放油塞的密封狀況，防止套管頂部密封失效。

2.4 其他建議

紅外成像檢測(cè)是日常巡檢中發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中套管早期缺陷的有效手段。通過(guò)定期對(duì)其進(jìn)行紅外成像并分析，可以發(fā)現(xiàn)諸如套管接線(xiàn)頭、套管末屏或本體過(guò)熱以及套管缺油等缺陷，預(yù)防事故的發(fā)生。

套管巡視中應(yīng)注意檢查并記錄油位情況，當(dāng)確認(rèn)套管滲漏油時(shí)，應(yīng)立即處理，防止內(nèi)部受潮損壞。

隨著油紙電容式套管在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，條件成熟時(shí)可以加裝變壓器套管在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，運(yùn)行中提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷或隱患。

3 結(jié)束語(yǔ)

油紙電容式套管是電力變壓器的重要附件之一，在日常檢修維護(hù)工作中，對(duì)油紙電容式套管進(jìn)行科學(xué)合理的檢修、維護(hù)尤為重要。只有這樣才能全面提升設(shè)備的安全可靠性，減少故障的發(fā)生。