220 kV变电站主变高压套管将军帽发热卡涩事件分析

邢旭亮，周 刚，王 京，陈斌超，王伟嘉

（1.国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司，浙江 嘉兴 314000；2.中核核电运行管理有限公司，浙江 嘉兴 314300）

随着电力事业的发展，变电设备不断增加，而变压器作为电网中的核心设备，对电网系统安全运行起着决定性作用。提前发现变压器隐藏性的内部隐患，及时对变压器的非正常现象进行剖根溯源、防微杜渐，对于变压器甚至电网系统的运行安全，防止事故发生和扩大，有着极为重要的作用[1]。

220 kV 变压器的基本结构主要由变压器器身、调压装置、油箱及冷却装置、保护装置、出线套管、变压器油等组成，其中器身主要由铁芯、绕组、绝缘件、引线组成，冷却装置主要由潜油泵、风扇、散热器、油管路组成，而保护装置主要由储油柜、压力释放装置、呼吸器、气体继电器及测温装置组成[2]。

虽然变压器的这些配件都有发生各种故障的可能性，但长期运行的经验表明，这些配件发生故障的概率相差很大。各种配件发生故障的种类也有迹可循。套管故障主要包括套管闪络、套管过热和均压球悬浮放电3 个方面。以下事件为变电站发生频次较高的故障——套管过热。

1 事件概况

1.1 事件经过

220 kV 变电站2 号主变于2021 年2 月22 日巡视发现AB相高压套管接头部位温度偏高（负荷198 A、环境 温 度19 ℃时，A 相38 ℃、B 相50 ℃、C 相30 ℃）。按照消缺安排，检修班组于5 月27 日进行停电消缺处理。在消缺时发现A、B 两相套管将军帽螺牙咬死无法旋出，如图1（a）所示，经破开将军帽检查，发现引线接头的螺牙与将军帽咬死，引线接头螺牙上部约1/5 段受损，如图1（b）所示，重新攻牙后引下接头线径减少，经评估，引线接头与将军帽连接处存在通流能力不足隐患，对绕组线端引线接头进行更换处理。6月6日，引线接头完成更换，主变复役。

图1 将军帽卡死原因查找

1.2 设备相关信息

变压器相关信息，型号：SS-180000/220，出厂序号：20094S06，生产时间：2009年4月。

220 kV套管相关信息，型号：BRLW-252/1250-3，代号：OT651K，生产日期：2008年，重量580 kg。

2 处置情况

2021 年5 月27 日，检修班组对#2 主变220 kV侧A、B 两相套管发热进行停电消缺处理。当日下午工作票许可后，检修人员对#2 主变220 kV 套管A、B 相搭接头处做回路电阻试验，试验数据合格（A 相15 μΩ，B 相17 μΩ），排除出线座与外部导线搭接面发热可能。通过前期红外测温跟踪，判断发热部位在将军帽与引线接头部位。检修人员随即开始拆除220 kV 套管A、B 相将军帽，在旋出将军帽的过程中，A、B 两相套管将军帽与高压绕组引线接头的螺牙均已咬死无法旋出，同时也无法恢复原状，判断引线头螺牙已损坏，如继续强行旋出，将严重损坏高压绕组引线接头螺牙，现场随即停止工作，并做好套管头部防水防潮措施。工区专责人员迅速将情况汇报运检部专责人员，并联系相关厂家，确定检修处置方案。经多方查询，套管将军帽有备品（厂家已紧急发出），高压绕组引线接头无备品，须联系厂家制作。

5 月28 日，在与主变厂家技术人员沟通，并经运检部专业人员确认后。检修人员依照厂方提供的将军帽整体内部结构，做好相应防金属屑溅落措施，对B 相将军帽进行外破拆除。检查发现B 相高压线圈引线头顶部约有6 层螺牙有损伤，如图3 所示。同时发现引线接头未安装防止间隙放电的铝垫块和泥巴垫。同时，由于现场无法确认绕组引线接头是否可以修复，是否安全可投运，检修人员按照绕组引线接头需更换的情况提出延期申请，根据主变厂家回复函，该缺陷处理需要10天时间（绕组引线接头制作5天，运输至现场2天，现场制作引线接头1天，主变绝缘、局放试验2天）。

5 月29 日，检修人员用同样的外破方法将A 相套管将军帽拆除，检查发现A 相高压线圈引线头顶部及中间部位均有损伤，如图2 所示，同时未安装铝垫块和泥巴垫。新的将军帽送至现场后，开始对A、B相引线接头进行攻丝处理，如图4所示。攻丝处理完成后，如图5、图6所示，将新的将军帽连接紧固，如图7所示。

图2 A相套管引线头螺牙损伤情况

图4 现场对损伤引线头进行攻丝处理

图5 A相引线头攻丝处理后

图6 B相引线头攻丝处理后

图7 将新的将军帽连接并紧固

5 月31 日，主变厂家现场技术人员到达变变站现场，经主变厂家技术人员核算分析，该绕组引线接头及将军帽起固定引线、通流、密封作用，现场通过攻丝、套扣的方式，处理得当可以解决拆装困难的问题。但是经处理的引线接头，在精度上已与全新接头存在差距，存在回装后接触不完全导致发热的风险，建议更换故障引线接头及将军帽，以保证后续长期安全稳定运行。

6月3日下午，新制作的套管引线接头及将军帽送达变电站现场，配件至现场后，对配件尺寸、型号、完整度做全面检查，并对第二日引线头更换工作做好充分准备。

6月4日，主变放油至220 kV升高座油面以下，将主变220 kV套管拆除，更换引线接头，对套管内部及引线进行清洁，引线接头制作完成后将套管装复，调整主变油位。安装套管同时更换将军帽配件，并在引线头处加装铝垫块和泥巴垫。

6月5～6日，主变排气，主变直流电阻、绝缘、耐压、局放试验，结束工作票。

3 原因分析

M 型结构套管将军帽与引线接头间采用螺纹连接，主载流面为螺纹接触面，该结构对安装工艺要求较高，长期运行过程中在振动作用下套管引线接头与将军帽结合部位接触不良，造成该位置电阻增大，引起局部过热。将军帽拆下之后发现内部螺牙有部分氧化痕迹，初步怀疑将军帽持续发热造成内部接触部分氧化，其连接螺纹发生涨缩变形，导致卡涩无法拆装。

4 事件总结

加强M型套管备品备件储备，梳理在运M型套管规格，按典型套管类型配备不同规格的引线接头，作为应急处置备用。

加强在运M型套管状态监测，严格执行专业反措，加强红外测温等带电监测；新安装的变压器套管导电头不应采用螺纹连接结构。

同类型套管发热缺陷，在停电前应准备相应规格的将军帽和引线接头，确保消缺备品备件齐全。

5 结束语

主变高压套管是变压器的核心部件，也是变压器容易发生故障的部件之一。套管故障主要包括套管闪络、套管过热和均压球悬浮放电3 个方面。现场套管过热的主要原因是引线绝缘受潮或受损而引起的导管分流，另外由于外部短路、长期过负荷和导杆接触不良也能引起套管过热[3]。

采用封闭母线的变压器普遍存在套管无法进行运行监测的现象，如何提高监测手段以确保主变的可靠运行值得进一步研究。