一起500kV套管末屏接地装置缺陷原因分析及预防措施

2014-11-21杜崇杰

河北电力技术 2014年5期

杜崇杰

（国网河北省电力公司，石家庄 050021）

电气设备的电容屏能有效改善电场分布，提高绝缘材料利用率，最外一层接地的电容屏称为末屏。通过末屏可以测量设备电容屏的电容量和介损，判断电容屏的绝缘状况，有效发现主末屏绝缘受潮、绝缘油劣化、电容屏间开路或短路等缺陷。常见的末屏接地装置有直接接地式、旋转盖外部接地式、自接地式及顶针式等几种。如果设备运行中末屏开路，将出现悬浮电位，极易导致设备损坏［1］。

1 缺陷情况介绍

某日，某变电站500kV 线路高压电抗器高压套管油色谱试验时发现高抗V 相高压侧套管绝缘油中乙炔的质量浓度为5.2μL／L（规程要求注意值不高于1μL／L），随后检查发现该套管末屏接地装置防雨罩内有有大量的黑色碳化物，末屏绝缘电阻异常，末屏接线柱漏油。该高压电抗器运行至今未发生过重大缺陷。

2 缺陷原因分析

2.1 末屏接地方式存在隐患

故障套管末屏为自接地式，其接地装置的防雨罩起防潮和防尘密封作用见图1。末屏引出端子是一根光滑的小铜柱，铜柱上套有一个尾部较大的铜套，铜套后面装有一根弹簧，正常位置时，在弹簧的作用下，铜套尾部与套管外壳的接地部分紧密接触实现末屏接地。高压试验需要断开套管末屏与地时，需将铜套向里压缩至适当位置，此时铜套尾部与外壳断开，末屏不再接地，将专用销子插入铜棒的孔隙中加以固定即可。

图1 末屏接地装置剖面

末屏接地依靠的是小铜柱通过铜套与铝制护套的连接。小铜柱与铜套间主要有2种接触：即通过弹簧压力接触和铜柱与铜套的偏心接触。这2种接触方式都不是可靠的接触方式，特别是弹簧两端与铜柱和铜套的接触面，由于弹簧弹性不足或接触面受潮氧化后接触电阻会明显增大。铜套与铝制护套间的接触也存在隐患，如果弹簧压力不足或被卡住，就会发生接触不良。

由于接地方式存在隐患，就有可能出现末屏接地不良。如果弹簧老化后弹力不够或者试验人员接线时划伤接线柱，可能造成铜套回弹不到位，末屏接地不良［2］。

2.2 解体检查情况

返厂解体检查发现，该套管末屏接地装置防雨罩内有大量黑色碳化物，末屏接线柱有渗油现象。末屏铜套上附着黑色碳化物，密封垫有明显烧蚀，绝缘垫有过热烧蚀痕迹并发生变形。铝制接线护套有2个明显的放电痕迹：一个是与铜套接触部位，另一个是与密封垫接触部位。

2.3 放电过程分析

套管末屏对地放电是由于接地不良。分析认为放电分2个过程：

a.第1次放电，套管带电运行后，由于末屏接地不良，即铜套与铝制护套间接触不良，导致铜套对铝制护套放电（放电点1），并在局部产生高温。

b.第2 次放电，局部高温使绝缘垫的硬度下降，弹簧挤压造成绝缘垫变形，铜柱处开始渗油。物理特性的改变导致绝缘垫绝缘性能逐步劣化，直到达到放电的临界值，最终铜柱沿绝缘垫对铝制护套放电（放电点2），并把密封垫烧蚀出一个缺口。铜套上附着的黑色碳化物应该就是密封垫被烧蚀后掉落的部分，在检查末屏和挤压铜套的过程中，黑色碳化物随渗出的油流附着在铜套上。绝缘垫被击穿后，末屏就处于高阻接地状态。放电过程见图2－4。