1000 kV电抗器绝缘油含气量异常分析及处理

张铭辉

（国网福建省电力有限公司检修分公司，福建 福州 350013）

电力系统的安全运行对国民经济有着极其重要的意义，变压器是影响电网安全、稳定运行的重要因素之一，变压器油含气量的大小将直接影响变压器的绝缘性能，对含气量进行有效测定和可靠评价就显得尤为重要[1]。GB/T 50832—2013《1000 kV 系统电气装置安装工程电气设备交接试验标准》以及国家电网公司企业标准Q/GDW 310—2009《1000 kV电气安装工程电气设备交接试验规程》规定：1000 kV充油电气设备中绝缘油含气量小于等于0.8%，GB/Z 24846—2009《1000 kV 交流电气设备预防性试验规程》规定运行设备绝缘油中含气量小于等于3%。含气量超标对运行设备来讲，存在很大的安全隐患，须要立即查找原因及时处理。

1 变压器油

变压器油是变压器的重要组成部分，它具有绝缘性能良好、理化性能稳定的特点，在变压器中起到绝缘和冷却作用。油中含气量是指以分子状态溶解在油中的气体所占油体积的百分含量，一般情况下，溶解的气体主要是指空气，气体在油中若以气泡形式存在时，就会带来很大的危害。

含气量超标会降低绝缘强度。气体在油中的溶解度具有饱和值，在一定情况下油中会析出气泡，气泡上浮时，经过高电场区域，可能引起局部放电，气泡的局部放电又会使油和纸绝缘分解出气体，产生新的气泡或使原有的气泡扩大，扩大的气泡经过高电场区时，又会再次放电，甚至闪络，使变压器的绝缘强度下降。

加速绝缘老化。绝缘油在高温作用下，再接触空气中的氧气，会使油发生老化，老化的结果除生成水之外，还会生成油泥和酸，油泥附在绕组及铁芯表面，会严重影响变压器的冷却效果。

引起瓦斯动作。变压器器身中的气体上浮通过连接管道汇聚在瓦斯内部，当气体较多时会引起瓦斯报警，严重情况下还引发瓦斯动作，主变跳闸的事故。

2 案例分析

2.1 设备状况

某变电站电抗器为三相分体结构，于2015年投运，油枕为胶囊结构，绝缘油为新疆克拉玛依25号变压器油。2015年12月，该电抗器C相在运行中发现绝缘油含气量达到4.21%，超过规定值3%，立即停电检查并进行脱气处理。变压器油色谱分析正常而含气量检测超标，且设备投运时间短，交接试验数据正常，初步分析含气量超标是由于变压器本体密封问题所致。

2.2 设备检漏及原因分析

密封问题导致含气量超标，而未发现绝缘油渗漏，则进气点往往位于器身上端的油枕以及套管处。打开高抗集气盒，将瓦斯内部气体排净，关闭油枕到本体油管道阀门，使油枕与本体彻底隔离，开始检漏。

油枕部分。确认油枕上端旁通阀（平衡阀）已关紧，拆除油枕呼吸器，在呼吸口充氮气并打开油枕顶部两个排气口排气，1 min左右出油，之后对油枕充气0.031 MPa压力，用肥皂水对油枕表面焊缝、侧面法兰焊缝等部位进行检漏，未发现明显漏点，如图1 所示。

图1 焊缝检查

1 h后，油枕压力值从0.031 MPa降至0.029 MPa，打开油枕顶部两个排气口排气，发现有较多气体，怀疑油枕旁通阀渗漏。拆下旁通阀对其充气检漏，当充气压力到0.01 MPa 时发现漏气（如图2 所示）。正常运行时，旁通阀关闭，本体与胶囊内气体隔离，胶囊则通过呼吸器与外界相联系进行呼吸作用，旁通阀渗漏导致本体与外界气体直接接触，这是含气量超标的一个重要原因。

图2 旁通阀渗漏

更换旁通阀，再对油枕充压至0.031 MPa，排气，静置。静置后压力表不再降低，但再次打开顶部排气口，仍有较多气体，反复静置、排气后气体始终无法排净。检查胶囊顶部与油枕连接部位的法兰面，发现垫圈无跑位，密封情况良好，初步判断怀疑胶囊可能有破损，导致胶囊内气体进入油枕内，使气体无法排净。将胶囊拆除，充气后进行检漏、密封性试验，试验结果合格，并无漏点。但发现胶囊的尺寸明显大于油枕，更换新的配套小尺寸胶囊后，排气、静置后再无气体排出。胶囊尺寸大于油枕，胶囊在油枕内部处于褶皱状态，胶囊无法撑开，在安装过程中带入的气体，无法彻底排出，才会出现压力值不变，而气体始终无法彻底排净的怪异现象。

套管部分。检查套管顶部接线头，接头为软连接结构，套管顶部不存在肉眼可分辨的由于应力作用而导致的开裂缺陷（如图3所示）。套管的检漏可分为正压、与负压检漏。打开油枕到本体油管道阀门，压力释放阀安装防误动固定条，从油枕呼吸口对胶囊充气实现电抗器的整体加压，压力值为0.03 MPa，用肥皂水对套管顶部检漏未发现缺陷。

图3 套管顶部接线头无硬力作用

正压检漏结束后，进行负压试验，对油枕胶囊抽真空，在套管顶部用套管同类型合格变压器油进行负压检漏（如图4所示），未发现异常。检漏完毕对变压器整体进行脱气处理后，设备含气量降低，试验合格。

图4 用变压器油对套管顶部进行检漏

3 含气量超标处理方案

在设备交接、例行试验中须要取油样进行含气量测量，若含气量超标，则两者原因往往不同，可以根据以图5所示措施进行处理。

图5 含气量超标处理流程图

即交接试验测得结果不合格，则考虑设备安装过程中，气体未排净，反复静置、排气。在例行试验中测得不合格，则从油枕、套管入手，重点检查油枕旁通阀是否关紧，胶囊是否渗漏，胶囊安装法兰面是否平整，对套管进行正压以及负压检漏。

检查处理结束后，采用真空注油、热油循环进行脱气处理。处理步骤如下：

将变压器油注入油罐，对设备进行抽真空，真空度能够保持，设备密封良好，无漏点。

对设备进行注油，注油的同时继续抽真空，将气体，水分完全抽出。

对设备进行热油循环，彻底脱气。

在处理过程，多次取油样进行分析，检查处理结果。

4 结束语

变压器（电抗器）运行中无渗漏，并不代表设备密封良好，设备含气量超标也是屡见不鲜。含气量超标缺陷也主要集中在油枕部分，既有常见的旁通阀未关紧、渗漏，胶囊破裂等原因，也有本文中所述的胶囊尺寸不合适，导致气体始终无法排净的因素，究其原因主要是由于变压器生产厂家一般外购油枕，且未对油枕进行彻底的检查、试验，设备质量无法保证，油枕随变压器一同运达安装，验收人员无法解体检查，设备验收把关不严，导致含气量超标问题时有出现。