500kV高压电抗器中性点套管将军帽发热原因处置策略

云南电网有限责任公司文山供电局 罗太琨

1 发热缺陷现场处理情况

富砚乙线高压并联电抗器电压等级为500kV，设备型号为BKD-50000/550-110，额定容量为50MVA，生产厂家为特变电工衡阳变压器有限公司，2015年3月出厂、6月投运。A相中性点套管额定电压和工频电压分别为126kV 和255kV，电容量和额定电流分别为237pF 和630A。在其中性点套管将军帽中出现发热情况，A 相和B 相、C 相的热点温度分别为61.5℃、30.8℃、35℃，以总调检修工作为依据对缺陷故障进行分析和处理，防止缺陷问题对设备安全造成影响。在工作中可采取红外测温技术以更加直观地看到故障位置及特点，为后续检修工作提供依据。

1.1 检查前分析

在对发热故障检查前进行综合评估和分析，有利于更加准确的判断故障原因。在设备的长期运行过程中，会由于振动等因素的影响使套管导电杆和将军帽出现接触不良的情况，这是引起将军帽发热的主要原因。此外，在外界因素的影响下或构件设计制造问题，使接线端子紧固螺栓与将军帽接线桩出现松动的情况，也会导致接触不良的问题，进而引发发热缺陷[1]。为保障故障处理的高效性及专业性，在班组开展检修作业时应由专业技术人员进行指导，主动增进与生产厂家的交流沟通，防止操作不当而引发设备其他故障，保障现场操作规范性。

1.2 故障分析

针对500kV 高压电抗器中性点套管将军帽发热现象进行全面检查，通过高抗直流电阻测试的方式获得精确的参数，各运行参与符合标准要求。通过油色谱和微水分析的方式检查中性点套管和高抗本体，各项数据也都符合标准要求。A 相高抗本体及中性点套管微水、油色谱数据如表1所示，总烃、H2、C2H2和微水值都符合规程相关参数要求[2]。检修人员针对设备实施现场检查，发热缺陷未出现在套管接线端子和导线端子当中，同时也不存在紧固螺栓松动和接线桩松动状况，因此发热缺陷并不存在于将军帽的外部而在内部当中。

表1 A 相高抗本体及中性点套管微水、油色谱数据

为此，应以将军帽的内部为检查重点，分析引发发热缺陷的原因。不同程度的发热痕迹和烧伤痕迹等出现在内部变压器导电杆螺纹和将军帽内螺纹当中，主要是由于套管导电杆和将军帽的接触不良而引起发热缺陷，针对烧伤痕迹进行清理。烧熔点通常出现在导电杆外螺纹当中，同时也会出现较多的黑色痕迹。为进一步分析故障问题，需对将军帽进行拆除处理，松动状况是影响套管导电杆和将军帽使用性能的主要因素[3]。

2 发热缺陷原因分析

2.1 将军帽安装方式

从套管顶部的导电杆定位套拉出导电杆，在定位销插孔中插入定位销，顺时针旋转将军帽，确保内螺纹与导电杆外螺纹的良好咬合效果。借助于套管储油柜顶部的安装法兰上的四个将军帽固定螺纹孔和将军帽固定孔安装四个M12的螺栓，确保将军帽的良好固定效果[4]。变压器套管将军帽结构如图2，图中1～12依次为接线桩、将军帽、固定螺栓、内螺纹、固定孔、导电杆、导电杆外螺纹、将军帽固定螺纹孔、套管储油柜、导电杆定位销、定位销插孔、导电杆定位套。

图1 将军帽内部图

图2 变压器套管将军帽结构图

2.2 发热原因

通过对套管导电杆和将军帽进行拆卸处理及红外测温分析，能确定引起将军帽发热的原因是套管导电杆和将军帽接触不良。因此需对将军帽的发热原因进行深入分析，以便从根源上加强控制，防止在设备运行中出现类似的故障。在套管导电杆中安装将军帽时需保障紧固操作的规范性，但仍存在较为严重的偏差状况，使螺纹孔和固定孔无法形成密切配合，其偏差度在180°左右，无法保持在同一条直线当中。

该类问题的存在会对外螺纹和内螺纹的压力造成影响，相较于正常状况而言其载流面积也会下降。在设备的长期运行过程中，随着螺纹间压力的不断下降，载流面积也会越来越小，因此受到电流作用导致接触电阻升高，这是引发电弧现象和发热缺陷的根本原因[5]。因此，在处置500kV 高压电抗器中性点套管将军帽发热缺陷时应从其影响因素及特点入手，确保处理措施的针对性及有效性。

3 发热缺陷的处置策略

在处理将军帽的发热问题时应引入先进技术手段，可为检修人员起到良好的辅助作用，加快缺陷问题的检查与处理速度，防止对变电站的正常生产经营造成影响。其中，红外测温技术在实践中的应用效果较好，不仅能提高缺陷检测效率，且具有便捷性和非接触的特点，能达到在线故障诊断目的，防止影响设备的正常运行，具有良好的节能环保优势[6]。针对将军帽上的红外辐射，可借助于光学系统对相关信息进行采集，通过光学滤波对光敏表面中的辐射能量进行分析，显示为红外图像为工作人员提供更加直观的参考，以便更加快速的定位故障位置及范围等。在实践工作中通常会采用动态红外测温技术对将军帽的发热缺陷实施检测，能对设备运行状况进行全面评估，同时明确缺陷的影响程度，实现对检测数据的自动化存储与处理。

开展日常检查。油浸式电抗器和油浸式变压器等也是变电站中常用设备，在运行过程中也应及时开展日常检查工作，通过停电预试方式检查套管和将军帽运行情况，通过紧固检查方式预防发热故障[7]。在开展检查工作时应构建完善的制度体系，明确各个阶段的检查职责和范围，使工作人员能够严格遵循制度要求，防止在工作中出现形式化的问题。根据变电站的工作要求和设备运行情况编制合理的日常检查计划，明确检查周期和内容，当发现异常问题时应及时上报，由专业技术人员进行处理。

采取纠偏措施。偏差问题容易出现在将军帽固定螺纹孔和将军帽固定孔当中，因此也应采取有效的纠偏措施，确保套管将军帽的良好紧固效果，防止在设备运行中造成严重的松动问题。将薄铜片设置在套管导电杆顶部位置是一种常用的纠偏措施，能使将军帽与套管导电杆的接触面积扩大，从而防止接触不良的问题出现。在选择薄铜片的材质时应与导电杆材质保持一致，防止对导电性能造成影响。