一種220kV變壓器套管頭部標準化檢修關(guān)鍵技術(shù)分析

董升 李一鳴 丁宏琳 王晨光 彭濤

（國網(wǎng)金華供電公司）

0 引言

變壓器套管頭部是變壓器密封、導(dǎo)流最重要的部位之一。近年來，電網(wǎng)內(nèi)部發(fā)生多次由于變壓器套管頭部運行工況不良而出現(xiàn)各類缺陷與隱患。變壓器套管頭部的運行狀況為重中之重，應(yīng)確保萬無一失。文獻[1]闡述了四起變壓器套管將軍帽發(fā)熱的緊急故障的表象及數(shù)據(jù)分析，深度剖析套管將軍帽過熱的原因，提出現(xiàn)場處理方法和反事故措施。文獻[2]分析一起因設(shè)計問題而導(dǎo)致變壓器套管將軍帽發(fā)熱缺陷，提出相應(yīng)的對策和類似的處理方法和建議。文獻[3]介紹了變壓器套管將軍帽部位結(jié)構(gòu)特點，分析了將軍帽故障原因， 提出將軍帽的檢修工藝和監(jiān)測工藝。文獻[4]介紹了一起110kV變壓器高壓套管將軍帽發(fā)熱故障的紅外檢測案例，分析了故障原因，并給出了套管將軍帽各連接部位發(fā)熱故障的熱像特征譜圖。文獻[5]通過紅外成像圖譜分析以及對套管將軍帽結(jié)構(gòu)的分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電桿與導(dǎo)電密封頭接觸不良是導(dǎo)致缺陷的主要原因，同時對缺陷處理工藝進行詳盡的介紹，并提出了經(jīng)驗總結(jié)。文獻[6]對一起110 kV主變壓器高壓側(cè)套管將軍帽發(fā)熱故障原因進行分析，表明引線頭固定座的銷孔破裂是導(dǎo)致本次故障的直接原因，對套管的生產(chǎn)、裝配、日常維護以及過程監(jiān)督等提出整改措施。文獻[7]針對換流變壓器網(wǎng)側(cè)高壓套管將軍帽在迎峰度夏期間故障頻發(fā)問題進行分析，得出結(jié)論是將軍帽設(shè)計不合理導(dǎo)致的，提出將軍帽可行的優(yōu)化改造方案，改造后高壓套管將軍帽未再出現(xiàn)過熱問題。

1 套管頭部結(jié)構(gòu)分析

浙江電網(wǎng)應(yīng)用比較廣泛的套管頭部結(jié)構(gòu)有將軍帽結(jié)構(gòu)和頂套結(jié)構(gòu)兩類（本文以將軍帽結(jié)構(gòu)的沈陽傳奇BRDLW3-128/630-3、頂套結(jié)構(gòu)的BRDLW1-252/630-3套管為例進行闡述分析）。

1.1 套管頭部將軍帽結(jié)構(gòu) （見圖1）

圖1 套管頭部將軍帽結(jié)構(gòu)圖

對于此類結(jié)構(gòu)套管存在3個接觸面，接觸面A: 線夾到引流板；接觸面B：引流板到將軍帽；接觸面C：將軍帽到銅桿。如圖2所示。

圖2 套管接觸面分布圖

1.2 套管頭部頂套結(jié)構(gòu)

對于這種結(jié)構(gòu)類型的套管存在兩個接觸面，接觸面A: 線夾到引流板；接觸面B：引流板到銅芯，如圖3所示。

圖3 套管頭部頂套結(jié)構(gòu)圖

2 套管頭部典型缺陷分析

2.1 密封不良缺陷

2018年，電網(wǎng)公司連續(xù)發(fā)現(xiàn)多起沈陽傳奇套管有限公司生產(chǎn)的頂套式密封結(jié)構(gòu)套管密封失效、進水受潮事件（見圖4）。對此各網(wǎng)省公司對所轄變電站套管進行逐一排查。

圖4 套管進水受潮缺陷圖

2.2 過熱缺陷

套管過熱缺陷典型原因主要為：一是套管引線接頭和導(dǎo)電頭配合不緊密，或者安裝時引線接頭表面不清潔，導(dǎo)致引線接頭和導(dǎo)電頭接觸不好，接觸電阻較大，運行時易引起此處發(fā)熱嚴重；二是變壓器電纜線和套管引線接頭焊接時焊接質(zhì)量較差，焊接位置存在很多氣泡和空隙，甚至在引線接頭表面存在焊瘤，導(dǎo)致套管頭部發(fā)生分流現(xiàn)象，也會導(dǎo)致運行時套管頭部過熱。

某變#1變壓器220kV B相套管頭部過熱缺陷。某變#1變壓器220kV套管B相頭部接線處紅外測溫溫度為37.7℃，A相27.5℃，C相25.9℃，三相最大溫差為10.2℃（見圖5）。套管頭部現(xiàn)場解體如圖6所示。

圖5 套管頭部紅外測溫圖

圖6 套管頭部現(xiàn)場解體分析圖

2.3 套管直流電阻超標缺陷

2018年3月，試驗人員在對某變#2變壓器高壓套管進行本體例行試驗過程中發(fā)現(xiàn)，三相直流電阻不平衡率達到了18.6%，遠遠超過規(guī)程要求的2%規(guī)定值（見下表）。在對拆除的將軍帽進行清洗的過程中，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部螺紋壁上有不同的過熱及燒蝕痕跡，說明處理前將軍帽與銅桿的連接不可靠導(dǎo)致直流電阻過大。

表 套管三相直流電阻測試結(jié)果

2.4 套管頭部缺陷原因分析

目前電網(wǎng)公司在運變壓器上述三類問題比較典型，主要原因為：

1）長期以來，以C級檢修要求為主體的日常綜合檢修中，本身對這個部位檢修要求非常有限。

2）套管頭部的相關(guān)內(nèi)容在現(xiàn)行的“五通”中也存在著一定的疏漏。

3）該部位的結(jié)構(gòu)特征決定了如果有進水、過熱等缺陷必須打開套管頭部內(nèi)部才能發(fā)現(xiàn)和處理。因此該部位的缺陷，存在著較大的隱蔽性、潛伏性、危害性。

3 套管頭部深度檢修措施

金華公司通過統(tǒng)計浙江電網(wǎng)內(nèi)在運套管，對套管頭部結(jié)構(gòu)進行合理剖析，制定較為完整、可操作性強、程序化的220kV與110kV套管頭部檢修處理全流程管控措施，將其應(yīng)用到日常綜合檢修中。

3.1 套管頭部檢修流程

套管頭部檢修流程如圖7所示。

圖7 套管頭部檢修流程圖

3.2 套管頭部檢修工藝要求

1）外觀檢查：套管頭部進行外觀檢查，無開裂、破損、放電跡象；

2）拆除套管頭部：更換銹蝕螺栓；

3）密封圈更換：用酒精清理密封面，表面無臟污無異物；

4）清洗銅芯銅桿：用砂皮、百潔布與酒精進行清洗與打磨將軍帽、頂套、銅桿及銅芯內(nèi)部螺紋，清理去除表面氧化層與臟污；

5）復(fù)裝套管將軍帽：放置新密封圈，把將軍帽旋緊，然后微調(diào)使套管、密封圈、將軍帽上螺孔對齊，緊固螺栓；

6）清洗接觸面：清洗打磨接觸面至接觸可靠，無臟污無異物。涂抹導(dǎo)電膏后，將引流板套回，并緊固螺栓；

7）回路電阻試驗：對引流板與線夾的接觸面、引流板與銅桿的接觸面進行接觸電阻試驗，直到試驗數(shù)據(jù)合格（經(jīng)驗數(shù)據(jù)為接觸電阻小于20μΩ）。

3.3 建立套管頭部檢修作業(yè)五通執(zhí)行卡

根據(jù)套管檢修流程工藝要求，創(chuàng)新性地建立將軍帽結(jié)構(gòu)、頂套結(jié)構(gòu)套管頭部檢修作業(yè)五通執(zhí)行卡，執(zhí)行卡內(nèi)容由套管基本情況、作業(yè)風(fēng)險控制、檢修工藝及質(zhì)量控制三部分組成，見圖8。

圖8 將軍帽結(jié)構(gòu)套管頭部檢修作業(yè)執(zhí)行卡

3.4 建立套管頭部備品清單

根據(jù)套管檢修流程工藝要求，建立套管頭部零部件備品備件清單及準備適當(dāng)數(shù)量的備品，以應(yīng)對緊急缺陷處理見圖9。

圖9 套管頭部檢修備品清單

3.5 變壓器套管復(fù)役后開展狀態(tài)評價

變壓器套管復(fù)役后，利用紅外精確測溫，對各相接觸面溫差進行分析比較，溫差為3℃內(nèi)合格。

4 結(jié)束語

1）紅外測溫和直流電阻試驗數(shù)據(jù)能夠判斷出套管頭部是否發(fā)生過熱缺陷。

2）結(jié)合停電檢修，應(yīng)對變壓器高壓套管進行深度檢修維護，根據(jù)套管檢修作業(yè)執(zhí)行卡進行標準化檢修，嚴格按照套管檢修工藝要求進行檢修十分重要。

3）根據(jù)電網(wǎng)在運套管類型建立套管頭部檢修備品清單十分必要，為套管檢修和消缺做支撐。