变压器套管末屏接地缺陷与改进方法分析

盖世诚

摘 要：变压器的套管引出高侧引线和低压侧引线，对变压器内部引线起到固定的作用，还实现了内部引线与外部架空线的连接。当变压器运行中出现故障的时候，往往是由于套管出现末屏故障所引发的。本论文以某变电站所出现的变压器套管的末屏故障为例，指出变压器套管所存在的末屏接地缺陷，并具有针对性地提出改进措施。

关键词：变压器套管末屏；接地缺陷；改进方法；分析

变压器套管末屏是否接地良好，直接关乎到变压器是否处于正常运行状态以及电网运行的稳定性。变压器套管能够使变压器内部的引线与外部的引线相互连接。由于变压器套管能够确保引线对地绝缘，因此，当带有电流和电压的导线穿过墙壁以及金属外壳的时候，就会因其良好的绝缘效果而确保引线安全。变压器套管还发挥着将引线固定的作用。

1 变压器末屏接地缺陷

1.1 某变电站的末屏接地情況

2014年5月20日，某变电站的工作人员巡视的过程中，发现一主变压器的B相变压器套管出现了异常的声音，经过检查之后，发现在套管末屏处与检测装置相互连接的引线已经断开。2014年6月29日，巡视过程中发现了变压器套管的末屏出现了渗漏的现象。工作人员检查出套管油位有所下降是导致渗漏的主要原因。

1.2 末屏接地缺陷的分析

1.2.1 变压器的末屏接地所采用的是常接地式结构

变压器的末屏接地故障处所采用的是杆式套筒接地的方式，作为常接地式结构，由具有对地绝缘效应的引线柱将变压器的末屏引出，引线柱外套着金属接地套，连接着弹簧装置，连接着引线柱。当变压器处于运行状态时，在弹簧装置的作用下，金属接地套就会连接套管内的接地金属法兰，通过末屏接地。外套着的金属接地套由旋紧的金属护套盖实施保护，垫有密封垫以防止灰尘或者潮湿的空气进入到套管内。当工作人员发现末屏接地出现故障并执行停电操作之后，对故障处采用了试验检验的措施，发现金属接地套已经脱离了管内的接地金属法兰，导致末屏引线柱处于悬空对地绝缘的状态。

1.2.2 末屏接地存在缺陷的原因

在处理套管末屏接地故障的同时，又对接地套管实施了实验检验。从末屏接地结构的设计来看，所采用的接地方式为铜、铝碰撞的方式，由于变压器长期处于运行状态而导致电腐蚀，致使接触不良现象发生而导致末屏出现了对地放电的现象。外层接地需要依赖于弹簧装置施加压力，但是由于压力不够而使得末屏接地不良，加之引线柱上的灰尘没有及时清理而出现了卡涩问题，使得接地套在恢复的过程中没有恢复到正常位置而没有与末屏引线柱充分接触。

1.2.3 末屏接地缺陷的技术处理

①执行油化试验

当发现末屏接地缺陷存在，就要执行油化试验，对试验结果进行分析，并针对缺陷提出检修措施。如果缺陷的严重性已经妨碍了电网的正常运行，就要更换末屏。对套管末屏的更换之前需要进行预防性试验，在套管末屏投入使用中的一个月之内，还需要带电测试。为了确保套管末屏运行中有效接地，需要在停电的情况下对绝缘油以色谱分析。

②套管末屏试验中要注重套管的质量检查

在对变压器实施定期的套管末屏试验中，要反复地拆装末屏接地帽而导致螺丝牙磨损而末屏接地不良。从故障的位置来看，内螺丝和外螺丝都已经磨平，当变压器的套管处于运行状态后，末屏端子有高电压产生而引发放电，烧毁了绝缘小套管，导致绝缘油渗漏。针对此现象，就要更换套管。对套管进行预防性试验以确保变压器能够正常运行。预防性试验的目的是要对套管的绝缘性指标、介损指标以及绝缘油的耐高压指标进行检测，如果由于套管受潮而影响质量，就不可以投入使用，特别要对末屏接地螺帽的磨损情况进行检查，以确保投入使用后接地可靠。

3 末屏接地的改进方法

变压器的末屏接地是出于保护的需要，可以避免末屏引入电压、电流的绝缘遭到破坏之后而使其带电，不仅有效地保护了设备，还确保了操作人员的安全。末屏接地的方法有很多，包括用端盖接地、通过弹簧紧压式记过或者直接使用螺栓禁锢接地、末屏通过二次电缆与检测装置俩接后接地等等。

3.1 做好运行维护工作

3.1.1 注意对变压器套管的常规检查

当变压器处于运行状态的时候，工作人员要注意对变压器套管的检查，比如，是否有异常的声音存在，绝缘油的位置是否符合规定，在线监测装置处于工作状态的时候存在异常状况。要求所有这些工作都要定期进行，且每个月都要对变压器套管进行至少一次的红外测温，将所获得的测温数据记录下来做好分析，以能够对安全隐患问题及时发现，及时采取技术处理措施。

3.1.2 做好常接地式套管的停电检修工作

针对常接地式套管所出现的故障，要实施高压试验以发现故障之处，采取必要的检修措施。在对变压器套管的末屏接地进行常规检查的时候，如果发现有放电痕迹，就要立即检查是否存在套管在高压作用下的放电现象。故障检查的过程中，要使用厂家配备的专用工具对变压器的末屏接地进行解除。当末屏接地恢复后，要对接地套管进行检查，是否内置弹簧能够给予足够的压力而使得接地套与末屏引线柱能够充分接触。关于末屏引线柱的接地情况，则要使用万用表进行检查。如果需要停电检修，则要对介损装置在线运行的可靠性进行检查，以确保变压器套管末屏接地良好。比如，在停电检修的过程中，如果末屏盖内有黑色脏污，外层接地的铜套并没有完全弹出来。对末屏接地铜套进行检修复位后，用万用表测量对地电阻，此时的数值为20 兆欧、500 伏。使用兆欧表对对地电阻进行测量，为0。当末屏被更换之后，经过试验所获得的数据， H2的数值为207.4μL/L，C2H2的数值为，58.1μL/L，对套管进行抽真空处理，此时H2的数值为166.8μL/L，C2H2的数值为，52.4μL/L。

3.2 末屏接地设计和安装的改进策略

觀察套管末屏是否有损坏。在套管末屏与末层电容屏的焊接处，带有直径1.5毫米的多股软铜线，都是透明的绝缘层。焊接处要牢固而不易损坏。

套管末屏处所引出的小套管为复合材料绝缘，小套管为铜杆与套管末屏浇注一体，确保了良好的密封性能。当小套管紧固之后，拆装末屏接地帽时就不会出现磨平的现象。

末屏接地帽通过高压开关形成弧形接触面与铜杆紧密接触。在末屏接地帽内镶嵌有触头装置，与触指的接触为超过12毫米的插入深度。当末屏接地帽安装到位，其具有极高的接触可靠性。由于末屏帽为铝质，引出了铜材质的小铜杆和触指，所以需要采取必要的防铜铝电腐蚀现象。

末屏接地的接触点处于末屏帽与底座螺纹部位的连接处，螺丝旋紧为6毫米的深度，橡胶圈密封为O型，对末屏帽进行有效密封，防止套管受潮，且基础面能够接触良好。

法兰底座作为变压器套管的接地点，金属面与变压器的连接使用了螺栓紧固的方式，使用12颗螺栓可以确保两者连接紧密，确保管法兰底座可靠接地。

3.3 套管缺油现象的判断

当套管存在缺油的现象的时候，就会表现为受潮、沿面放电、局部放电等现象。如果套管受潮，就必然会使得绝缘水平降低，加速了绝缘介质的老化。当套管绝缘受潮之后，电流会大量地泄露，由此而增加极化损耗。当沿面放电或者局部放电的情况下，所产生的高温气体就会导致套管爆炸。对套管的缺油问题，可以电容量的变化情况进行判断。套管缺油程度不同，电容量也会相应地有所变化。当套管油量充满，电容值为338.7PF，额定值为338.5PF，电容变化量仅为2%；如果套管油量为80%，电容值为305.5PF，额定值为314.7PF，电容变化量为9.2%；如果套管为空腔，电容值为284.7PF，额定值为334.4PF，电容变化量为49.7%。

4 结论

综上所述，如果变压器套管的末屏接地存在着缺陷，就会导致变压器的运行缺乏可靠性，严重威胁到电网的正常运行。套管作为变压器重要的组成设备，为了保证其质量，就需要厂家从用户需要的角度出发对末屏接地结构有所改善。在末屏投入使用之前，要经过多次的现场试验合格后，才可以安装到变压器上。如果在变压器套管使用过程中出现了末屏缺陷，就要立即采取措施降低由此

而造成的损失，并具有针对性地研制改进方法，以保证电网安全运行。

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