500KV变压器套管典型事故及分析

张慧军

【摘  要】变压器套管是安装在变压器箱外的绝缘装置，不仅将变压器内部的引线引到箱外，使之与外部的线路相连接，同时还对引线具有固定作用。本文对500kV变压器套管常见的典型故障进行分析讨论，并提出了几点建议，希望在套管故障的实际分析中，起到一定的作用。

【关键词】500kV变压器;套管故障

变压器套管出现故障及异常，尤其是100kV以上的高电压变压器，一旦其套管出现故障和异常，将会造成十分严重的后果。但如果能够及时找出原因并给予相应的措施，就能避免因套管而造成的事故。基于此，本文针对500kV变压器套管典型故障做了以下分析讨论。

1.套管事故案例

“2017年7月11日22：47，某发电站GT12变压器发生了出现套管爆炸事故，当时，值班人员看见火苗燃烧在套管中部。事故发生之后，调查人员展开了调查，调查中发现在500 kV的套管末屏的测试帽中丢失了一个连接末屏尾管和地的金属环。另外，还在套管内发现有不锈钢材料熔化痕迹。于是发电厂相关人员得出了事故与接地关联的测试帽未上紧及接地区域被装配在长金属圆筒紧密相关。”以下就根据该案，对500kV变压器套管典型故障进行如下探析。

2.套管典型故障情况

2.1 其结构设计不当

结构设计不合理主要表现在导杆结构和末屏引出结构上。前者的不合理因素为材料选择有欠妥当，如将穿缆导管和零层导管选成铜和铝，而铜和铝在高温条件下的膨胀系数不同，在接触面上形成了氧化膜，导致两线之间形成电位差，产生了微电流。后者的不合理因素为将接地末屏设计成弹簧压紧模式，这就导致末屏和地之间形成电位差，产生电弧放电现象。

2.2 套管底部漏油

套管底部漏油常出现在500kV或高于500kV的变压器中。漏油原因主要有两点：

（1）变压器长期超负荷运作而导致导杆和母排之间接触不良。这种情况下，变压器内部热量骤增，套管底部的封圈就容易老化。

（2）母排布置失当。母排由于自身的重力产生侧向力矩，该力作用在绝缘套管上，导致密封垫和箱体之间产生缝隙。时间长了，缝隙逐渐增大，从而出现了漏油现象。

2.3 均压球松脱

均压球位于中心导管底部，可以沿着管轴上下移动，其松动后，会发生其和套管间的放电，从而对套管产生危害。例如，清河电厂的1号主变压器套管发生故障，检测人员在修检时发现，高压B、C相套管内的均压球均发生了松动现象。此外，均压球还变黑，并在和导杆结合处有放电的痕迹。

2.4 长时间使用后，疏于检测而遗留的问题

主要表现在以下两个方面：

（1）有些500kv的变压器，其引线和引线的焊接采用锡焊，而套管压管及导引头则采用铝管和铜管。这就容易使两管连接后电阻增大，将套管烧焦。

（2）接地小管发生故障，使管内产生较高的悬浮电流，从而发生局部范围的放电现象;套管长时间使用后，其管壁上形成了油污，当检测人员进行检测时，由于看不清油位，而造成了油亏现象。

3.采取的相应措施

3.1 针对套管设计不合理的问题，生产厂家应引进、吸收发达国家的先进制造技术，并从事故中总结经验，找到相应的设计结构。这样，可以从根本上解决套管结构设计不合理的问题。

3.2 套管中的油样不符合规格，或管内部含有乙炔等气体时，应对套管进行严格的检查，确保无问题时，方可投入使用。

3.3 当套管底部或其它部位因密封性不好而出现漏油时，应更换高质量的胶垫，并紧固螺栓，使管套严密无缝。

3.4 对套管进行拆卸或组装时，要检查各部件之间连接是否完好，还应注意接触面上是否涂有导电膏，如果没有，应及时涂上。因为导电膏能起到减少各部件之间的磨察，从而降低了它们之间的接触电阻。

4.相关建议

4.1 做好套管运输工作

在套管上吊时，要将绳索一端系在法兰盘的吊耳上，另一端系在其顶部，以避免碰撞到其它的物体或倾倒。此外，绳索不可系在套管的瓷裙上，以免绳索和套管碰撞而将其损坏。套管上装时，应将其装在专业的箱内，并将安装法兰的上端瓷裙部分和尾部用软的支撑物支撑起来。

4.2 防止套管受潮

套管内的干燥和清洁对其以后的运作很重要，所以在安装时，要保持套管内部的干燥。一般情况下，当套管内的温度在40-50之间时，進行各部件的组装，才能避免套管内部潮湿。所以，在安装套管时，将其电容芯子等部件加热到70-80℃，并在该温度下持续3小时。这样，在套管安装时，才不至于受潮。

4.3 注意套管的密封性

套管密封可分为其本身的密封及穿缆引线密封两方面。前者主要体现在弹性波纹板上，因为它对套管内的温度起调节作用。对其进行安装时，要注意其上的正、反压紧螺母间的密封环和储油柜上的密封圈的结合是否恰当，以防止波纹板被拉裂而造成套管严密性不好等问题。后者主要体现在引线结构上。目前500kv的套管大都采用穿缆式结构，该结构可以防止因雨水沿着导电头、接线板进入变压器内部而造成的受潮危害。

4.4 应适当调整均压球

均压球位于中心导管的底部，可以通过扭动而上下移动，进而配合主体引线运作。在实际工作中，必须将其拧紧，否则，会发生和套管之间放电。另外，均压球通过遮挡套管底部、放油塞、螺母，满足电气强度的要求，使套管底部到油箱壁间的绝缘距离得以缩短。进而改善了轴向和辐相的点位分布。如果将均压球调整不当，会造成滑闪放电及介质击穿等危害。

4.5 对检测人员的要求

检修人员首先应具备测定套管的密封性、耐压测定、局部放电测定及介损测定等技术工作。其次，对套管的使用条件也应当熟知，如套管安装时其内部的部件应控制在什么温度范围之内等。再次，检修人员要对套管进行阶段性的检修，以及时消除隐患。另外，在对末屏小套管进行拆接时，要注意不要将导杆拧断或移动。

4.6加强套管的维护维修力度

从500kV变压器、电抗器套管事故的调查中发现，很多套管都是因维修的不及时而出现带病工作的问题，长期如此将会造成套管的破损越来越严重，甚至造成套管的损毁，从而影响到500kV变压器、电抗器的安全运行。因此，要避免500kV变压器、电抗器套管事故的发生，需加强套管的维护维修工作力度。首先，应加强对套管的运行检测，一旦发现有质量不合格的套管，应及时采取更换措施，确保套管运行的安全性、可靠性，有效避免500kV变压器、电抗器运行故障的发生。其次，应认真执行预试规程的规定，并定期测量套管的介损和电容量，应在必要时取油样做色谱分析，并注意检查末屏对地的绝缘状况和连接情况，一旦发现检测数据异常或运行状态不佳，应及时拟定整改措施，为500kV变压器、电抗器的安全运行做好充分的基础保障。

5.结语

套管事故在变压器事故中虽然所占比例不大，但每年却有上升的态势。作为检修人员，不仅要有相关的专业知识，更要阶段性的对其进行检修，以降低事故的发生几率。本文针对500kv变压器套管的典型问题，进行分析讨论，以对套管安全性工作起到积极作用。

参考文献：

[1]王世阁.变压器套管故障状况及其分析运行维护[J].变压器，2002，39（7）：35-40.

[2]郑新才，刘勋.500kV变压器中压套管末屏故障分析[J].变压器，2011，21（9）：75-76.

（作者单位：国网山西检修公司）