110kV主变套管漏油故障的分析及处理

2018-09-14湖南国网娄底供电公司毛长庚梁伟峰

大众用电 2018年2期

● 湖南·国网娄底供电公司毛长庚阳涛洪宇梁伟峰

变压器是电力系统中主要的设备，而套管又是变压器最重要的附件之一。目前，几乎所有变压器都使用油纸绝缘套管，随着运行时间的增加，出现各种原因导致的套管漏油，甚至套管损坏，极大程度上威胁着变压器的安全运行。

1 故障现象

某110kV变电站共有2台110kV主变。某日，发现#2主变高压侧A相套管漏油，目测漏油速度大约为10～15滴/秒，主变本体及油池内有大量漏油痕迹。套管型号为BRDLW－126/630－4，随主变验收合格后投入使用。试验人员对主变本体油进行油色谱检测，并对比主变投运后的试验数据，如表1所示。

表1 主变油色谱试验数据（单位：μL/L）

表1数据显示乙炔严重超标，氢气含量急剧上升，同时各特征气体均有大幅上升。通过三比值法算出C2H2/C2H4∶2，CH4/H2∶0，C2H4/C2H6∶2，故障类型属于低能放电。

2 故障原因分析

2.1 漏油原因分析

为进一步分析套管漏油及主变油色谱异常原因，对主变进行了吊罩检查并对A相套管进行解体分析。在拆卸套管时发现，套管浸在主变本体内部的均压帽脱落，挂在高压绕组上，套管油室与主变本体相通。

从现场看，主变套管的均压帽是通过螺纹旋在套管的导管上，并将瓷套、均压筒紧紧压在套管的下法兰上，通过均压筒两端的密封圈与均压帽上的密封圈形成一个密闭的空间，同时将套管的油与主变本体的油隔绝开来。由于导管在螺纹根部断裂，使得均压帽、瓷套、均压筒全部脱落。

综合上述情况可知，套管漏油的原因是套管下部的均压帽、瓷套、均压环脱落，套管内部原本密闭的空间与主变内部空间连通。由于主变油枕油位高于套管，且套管将军帽与瓷套密封开裂，油枕高油位产生的压力使得油从密封开裂部位渗出，造成漏油。试验数据显示主变油样中有乙炔成分，也就说明主变一定存在放电现象。

2.2 放电原因分析

将套管导管以及包着的油纸绝缘层从瓷套中抽出。拆卸套管导管过程中，发现末屏引线与末屏已经完全断开，末屏上的引线焊点已经完全烧黑，并在焊点周围形成了大约60×50mm宽度的烧损痕迹，末屏外的油纸绝缘已严重烧损。将套管的油纸绝缘层一一剥开，发现末屏的铝箔纸已有烧融痕迹。为确定放电烧损对套管绝缘的影响，技术人员对主变套管的主绝缘层进行电容量与介质损耗试验，试验数据如表2所示。

试验数据显示：套管电容量变化不大，介损值偏高（拆卸与运输过程中受潮），可以断定套管的绝缘层没有大面积的损坏。屏与屏之间的电容量均为8.3nF左右，从套管厂家人员处得知套管的油纸绝缘层共有28屏，假设屏与屏之间电容量相同，则等同于27个8.3nF的电容串联，其总电容为307pF，与套管铭牌电容相符，说明套管绝缘层的均压效果较好，除去末屏，其余屏与屏之间的绝缘没有较大的破坏。

为确认放电痕迹是由末屏往里还是零屏往外，试验人员一层一层地剥开套管的绝缘层，检查各屏放电痕迹的大小，如表3所示。

表3 各屏烧损情况

当试验人员剥到第23屏时已无放电痕迹，所以可以肯定放电痕迹是从末屏往零屏发展，直到第23屏处。

将将军帽拆开，发现顶盖已变形鼓包。原因是在末屏引线断裂后，末屏因通过屏与屏之间电容与套管芯线连接，当与接地线断开后，末屏形成高压，并对末屏引线（地）放电。同时又因为套管油室是一个封闭油室，在油中放电势必产生气体，形成高压，高压达一定强度后，使得将军帽顶盖鼓包，并使均压帽断裂。

分析套管受力图，见图1所示。

图1 套管受力图

套管末屏引线处与导管强度薄弱处的示意图见图2所示。

图2 套管末屏引线处与导管强度薄弱处

将主变吊罩后检测器身及绕组等，未发现异常。综合上述分析，套管漏油缺陷发展过程应为：套管末屏焊接不良，正常运行时产生放电，进而产生气体，密闭空间内部的压强增大，巨大的压力将将军帽顶盖顶起，同时将套管导管往上拉，在导管强度的薄弱处（螺纹处）断裂，导致套管内部原本密闭的空间与主变内部空间连通。由于主变油枕油位高于套管，且套管将军帽与瓷套密封开裂，油枕高油位产生的压力使得油从密封开裂部位渗出，造成漏油。

主变本体油色谱异常的原因是套管内部放电产生了乙炔等特征气体，同时套管下部均压帽断裂，使得套管油腔与主变本体相通，套管油污染主变本体油所致。