变压器类充油套管油位表缺陷的原因分析及处理方案

高青云

（内蒙古超高压供电局，内蒙古呼和浩特010080）

0 引言

变压器套管是变压器重要的组成配件，是变压器的载流元件之一，是将变压器内部高、低压引线引到油箱外部的绝缘套管，其不但作为引线对地绝缘，同时还起到固定引线的作用。因此，变压器套管必须具有一定的电气强度、足够的机械强度、良好的热稳定性。如果变压器套管密封不严而造成漏油事故，那么套管内电容屏间油介质就会减少，这不仅会导致电容烧坏，还有可能导致主变压器压力释放阀动作，严重时会发热烧坏变压器，甚至发生爆炸。变压器是电力系统中的关键设备，应从各方面确保其能够安全、稳定运行，否则将会危及电力系统安全。

1 缺陷情况

2013年2月18日，某500 kV变电站运行值班人员在日常巡视中发现，500 kV某线路高压并联电抗器A、C相中性点套管油位视窗玻璃破损，但外部固定玻璃的金属法兰件仍然完好。电抗器型号为BKD-50000/500，故障套管型号为BRDLW1-126/630-4，于2006年9月15日出厂，2007年2月8日投入运行。

2013年3月8日，某500 kV变电站运行值班人员在日常巡视中发现，3号主变压器B相低压侧东、西两侧套管油位视窗渗油，看不见油位，同时伴有油滴滴落现象，频率大约为1滴/min；C相低压侧东侧套管油位视窗渗油，看不见油位，未见油滴滴落。主变压器型号为ODFPSZ-250000/500，故障套管型号为BRDLW-40.5/4000-4，于2007年9月15日出厂，2008年5月28日投入运行。

2 缺陷原因

运行值班人员利用远红外测温仪对发现缺陷的套管进行检测，未发现异常。用高倍数码相机对破损的油位视窗拍摄影像图片和视频，通过对图像资料的分析，可以从视窗表面上发现，500 kV某线路高压并联电抗器A、C相中性点套管油位视窗外层玻璃破裂，内侧玻璃已有很浅的裂纹，并且出现玻璃一层一层剥落的现象，外部固定玻璃的金属法兰件完好，没有渗漏油现象，如图1所示。3号主变压器B、C相低压侧套管油位视窗外层玻璃有裂纹，而且固定玻璃的金属法兰件沿着螺孔外边缘断开，有渗漏油痕迹，油位正常，如图2所示。这么厚的玻璃破损应该不是人为的外力破坏造成的。

图1 油位表玻璃破裂、金属法兰件完好

图2 油位表玻璃破裂、金属法兰件断裂

检修人员将设备停电后，对更换下来的油位表进一步检查后发现，组成油位表的玻璃与金属法兰是通过高温方法烧结而成，两者是一个整体，观察油位视窗的玻璃嵌入金属法兰内部，中间没有任何缝隙。上述两起缺陷发生在2月和3月，正是北方地区冬季和春季交替的时间节点，白天和夜间的温差相对较大，而两者材质的热膨胀系数也相差较大，在外界温度大范围变化时，玻璃和法兰螺孔处由于热胀冷缩受到较大应力而破损、断裂。但法兰螺孔处断裂不是短时间内就能造成的，而是经过多次反复的应力作用导致法兰螺孔处材质机械疲劳强度积累，在未达到疲劳极限之前尚能完好无损，一旦达到疲劳极限马上失去韧性发生断裂。

3 处理方案

通过上述分析，为避免类似问题再次出现，检修人员决定改变以前油位视窗玻璃与金属法兰的连接方式，将原烧结而成的油位视窗玻璃改为玻璃与金属法兰分离，通过胶圈实现密封，同时利用胶圈的弹性还可以实现必要的缓冲。对玻璃进行严格的机械性能、温度循环试验等测试，保证其满足我国北方地区冬季环境温度变化大的使用要求。改进后的套管油位表如图3所示。

后期还需要加强对更换后套管油位视窗的巡视检查，针对后视窗的胶圈在室外长时间运行，会出现老化、弹性失效、进入杂质等情况，进而出现套管渗漏油现象，要及时采取措施进行处理，不断改进解决方案。在后期的设备采购时，要求设备生产厂家采用新技术和新的设计方法改进施工工艺，避免此类缺陷。

4 充油套管油位表更换步骤

图3 改进后的套管油位表

（1）打开套管安装法兰处的取油阀和头部油枕处油塞，放油至下部玻璃油表底沿以下，装好取油阀（注意用干净的器皿盛放放出的变压器油）。（2）卸下油表处的4个螺丝、垫片及玻璃油表，快速更换新玻璃油表。安装时将胶圈和垫片上的杂质去除干净，安装螺丝时要保证4个螺丝受力均匀，不能过紧或过松，以保证密封良好。（3）从套管头部油枕油塞处注入合格的变压器油，25号油和套管内的变压器油可以混合使用。为了确认套管是否受潮，对套管取油样做微水试验和10 kV介质损耗因数及电容量测量，要求微水值不大于20×10-6，介质损耗因数不大于0.7%，电容量符合铭牌参数。（4）所有检查和测试数据正常后，对设备送电，并对带电设备进行红外测温，记录油位数值，留存影像资料，便于后期对数据进行对比分析。

5 结语

对于一些特殊地区，如我国北方高海拔、高寒地区，在电抗器、变压器等充油设备投运后，设备运行维护人员要严格按照设备巡视标准仔细检查相应设备的运行情况，遇到雨雪冰冻和气温骤变等恶劣天气，应加强对此类设备的巡视，尤其是对于附属设备的巡视。发现缺陷及隐患时，可以采用红外测温、高倍变焦数码相机拍照等带电测试手段判断设备运行情况，同时在设备例行停电检修的过程中，加强对设备渗漏油处的检查，发现问题后及时采取针对性措施，做到早发现早处理，将事故控制在萌芽状态。运行维护人员还应制定相应的防范措施，保证设备的正常运行，避免造成设备损坏和停电的严重后果。