油纸电容式变压器套管检修

2021-08-17李建明韩维峰白星明

电力安全技术 2021年6期

李建明，韩维峰，白星明

(阳城国际发电有限责任公司，山西晋城 048102)

0 引言

油纸电容式变压器套管主要用于72.5 kV及以上电力变压器中，作为引入或引出变压器各侧电流的载流导体并对变压器油箱外壳起绝缘作用。因其电压分布均匀、机械强度高、体积小、重量轻、密封好的特点，广泛应用在变压器类电力设备中。但近年来，由于在其检修维护工作中对某些问题没有引起足够重视，套管故障时有发生，有时甚至引发变压器火灾事故。下面就油纸电容式变压器套管检修维护中易忽视的几个问题加以分析。

1 油纸电容式变压器套管的基本结构

1.1 常见结构

外部构造包括：接线板、引线接头、防雨罩、油表、油塞、油枕、上瓷套、末屏、吊环、取油阀、铭牌、放气塞、连接套管、下瓷套、均压球等。内部构造包括：以油浸渍的电缆纸和铝箔均压电极组成的多层圆柱形电容芯子作为主绝缘，瓷件作为外绝缘及变压器油的容器。套管为全密封结构，其内部的变压器油为独立系统，不受大气影响。套管头部的油枕用来调节因温度变化而引起的油体积变化，使套管内部免受大的压力。油枕上的油表供运行时监视油面。

1.2 套管末屏接地方式

套管末屏就是最外面一层的电容屏，在最外层电容屏上卷入一层铜带，将引出线或杆的一端通过压接或焊接方式与铜带连接，另一端穿过小瓷套引出的结构称为接地端子。接地端子主要用来测量套管的介损和电容量及变压器局部放电试验用，正常运行中应可靠接地。

接地端子的接地方式大体上分为外置式、内置式和常接地式3种。外置式是引线柱外部通过接地金属连片或接地金属软线、接地金属连接装置等与接地部位底座金属相连。内置式是引线柱外加罩金属接地盖或接地帽，引线柱和接地盖相连，接地盖直接接地。接地盖和引线柱连接方式主要分为弹簧片连接和直接接触连接。常接地式是引线柱外套有一个连接有弹簧装置的金属套，金属套与引线柱紧密接触。运行时金属接地套受内部弹簧的压力与套管内侧接地金属法兰相连，实现可靠接地。

2 检修维护中易忽视的问题及应对措施

2.1 套管的电气预防性试验工作

2.1.1 对套管绝缘油的油色谱分析工作不重视

(1) 电力企业有些设备管理人员或运维人员认为：高压套管内部容易形成负压，不好取油样而且套管内部油量较少，因此在实际工作中基本不安排此项工作。

(2) 对油色谱的检测周期掌握不好，许多单位依据DL/T 596—1996《电力设备预防性试验规程》规定执行，周期为“投运前、大修后、必要时”，上套管油色谱分析往往一次都没有做过，由于不能及时掌握设备的健康状况，为设备运行埋下隐患，最终导致了故障的发生。

结合运行中油纸电容式套管绝缘故障频发的实际以及由于其复杂的绝缘结构，定期对变压器套管绝缘油做油色谱分析是很有必要的。要严格按照DL/T 596—1996《电力设备预防性试验规程》规定的“投运前、大修后、必要时”周期标准进行，尤其在投运前的套管油色谱原始记录对套管的寿命或运行状况分析非常重要。甚至某些电力集团除规定“投运前、大修后、必要时”外，增加了“110 kV及以上套管6～10年”检测1次的要求。

因此建议对在运的未进行过套管油色谱检测的套管，应利用停电机会取样分析。当色谱结果存在异常时，应查明原因，及时处理。特别是某些有家族性缺陷的油纸电容型高压套管，更要缩短检测周期，异常时予以停电更换。

由于各个厂家的套管取样结构差异较大，取样部位、取样方法各不相同，许多产品还需要专门取样工具，有时需要厂家技术服务人员到现场进行技术服务或指导。无论怎样，我们都应该对套管油色谱进行分析，掌握设备底数。

取油样工作结束后，必须更换取样口密封圈，密封圈必须放正且防止力矩过大损坏。某变电站变压器套管发生过因套管取样操作不当，运行半年后雨水逐渐进入套管或变压器内部导致故障的情况。

2.1.2 测试数据缺乏技术分析

要充分利用变压器停电机会，定期对套管进行介质损耗因数和电容量的测试，测试结果要与历史数据对比，从微小变化中发现问题。测试数据出现异常后，要仔细分析和查找原因，并采取定期跟踪试验等措施，问题严重的套管要及时处理。表1是在套管介质损耗和电容量预试方面，DL/T 596—1996《电力设备预防性试验规程》中对套管的通用要求与南方电网有限责任公司对于某些具有家族性缺陷的套管产品的特殊要求之间的差异比较。

表1 套管预试规程通用要求与特殊要求差异比较

因此我们在工作中，除按照《DL/T 596—1996电力设备预防性试验规程》规定的试验标准对油纸电容式套管开展定期绝缘监督工作外，特别是对于某些具有家族性缺陷的套管产品，更要缩短检测周期，加强劣化分析及运行中的巡视检查。测试数据异常或有条件时予以停电更换。

2.2 套管末屏引线及其接地状况的检查与验收

容易出现的问题有：末屏引线焊接不良、脱焊；末屏引线接地端螺母松动、脱落；末屏引线太短，受拉力和接地螺母的剪切力及拆、接末屏外接地线时被拉断；运行前末屏未接地。

套管因内部末屏引线断开可造成套管绝缘击穿，瓷套爆碎，变压器着火。

检修试验中因末屏引线反复拆接，小瓷套芯子的外螺母松动，造成芯子转动，致使拧断小瓷套内侧末屏引线或使内侧螺母松脱，从而造成末屏引线接地不良或失去接地，运行中造成套管电容屏绝缘击穿。

针对以上问题，采取以下应对措施。

(1) 加强套管末屏接地检测、检修和运行维护，每次拆、接末屏后应检查末屏接地状况，在变压器投运时和运行中开展套管末屏的红外检测。

(2) 对结构不合理的套管末屏接地端子应进行改造。

(3) 试验人员拆接末屏小瓷套引线时，应防止导杆转动或拧断接地端引线，试验后应恢复原状。

(4) 对于外置式、常接地式末屏接地结构，试验结束后可用万用表来测量末屏是否接地或接地是否良好。

(5) 建议将套管末屏接地的导通测试列为套管试验的最后一个项目，强制执行。

2.3 套管顶部密封失效

套管顶部的密封可分为套管本身的密封和穿缆引线的密封。现在大多数套管储油柜顶部装有弹性波纹板，它与压紧弹簧共同对套管油温度变化起调节作用。在组装弹性波纹板时，导管上的正、反压紧螺母之间的密封环与储油柜上的密封垫一定要配合妥当，防止波纹板拉裂引起的密封失效。套管引线是穿缆式结构时，如果顶部接线板、导电头之间密封不严密，雨水会沿套管顶部接线板、导电头及穿缆渗入套管升压座或变压器引出线处，因受潮导致绝缘击穿。

针对以上问题，采取以下应对措施。

(1) 加强设备监造及现场套管安装检修时质量控制措施，尤其注意组装弹性波纹板时各密封环、密封垫的尺寸、间隙配合问题。

(2) 针对套管头部密封不严进水问题，一是要结合停电检修，对变压器套管上部注油孔的密封状况进行检查，发现异常时及时处理；二是加强对变压器套管试验数据的分析，数据异常时要引起足够重视。

(3) 对于某类有家族性缺陷的产品，退出运行前，要测试套管端部与导电杆的等电位连接，检查电缆接线柱上的橡胶垫圈、蝶形弹簧、注放油塞的密封状况，防止套管顶部密封失效。