摘要：套管故障是主变压器的一种常见故障，直接关系到变压器能否正常工作，对主变运行具有重要影响，本文以主变套管常见故障为研究对象进行分析，结合工作案例，对常见故障及其处理进行详细的阐述，希望为变电站主变套管故障的处理与检修提供一些帮助与思考，提高工作质量，有效解决故障问题。
关键词：主变套管；故障；分析
Abstract：Casing failure is a common fault of the main transformer，the transformer is directly related to whether the normal work，has an important influence on the operation of main transformer，the main transformer fault are analyzed，combined with the case，elaborated on common faults and processing，processing and maintenance to main transformer substation casing failure to provide some help and thinking，improve the quality of work，effectively solve the problem of fault.
Key words：Main transformer bushing；Fault；Analysis.
1 前言
在变电站正常运行工作中，变压器占据着重要的地位，是变电站核心设备之一，同时，对电能的输配具有重要的、直接的影响，因而，确保变压器正常运行，直接关系到变电站的正常工作。变压器的结构较为复杂，元件数量多，是一个极为复杂的系统，一旦其中一个部件发生故障，会直接影响电压器的正常工作，影响电力系统的正常运行，在主变运行过程中，因套管问题引起的故障较为常见，是一种频繁发生的故障类型，以主变套管常见故障为研究对象展开研究十分必要，是确保电力系统正常运行，提高变电站工作质量的关键。本文研究的主要目的就是分析主变套管常见故障类型，分析故障产生的原因，提出故障解决方案，确保主变压器的正常运行。
2 主变套管概述
变压器套管是将变压器内部高、低压引线引到油箱外部的绝缘套管，不但作为引线对地绝缘，而且担负着固定引线的作用，变压器套管是变压器载流元件之一，在变压器运行中，长期通过负载电流，当变压器外部发生短路时通过短路电流。
变压器套管的要求：
（1）必须具有规定的电气强度和足够的机械强度；
（2）必须具有良好的热稳定性，并能承受短路时的瞬间过热；
（3）外形小、质量小、密封性能好、通用性强和便于维修。
110kV及以上的套管普遍采用油纸电容式套管。油纸电容式套管是由油枕、瓷套、法兰、电容芯子等连接组成。
变压器套管的结构组成：
主绝缘电容芯子是由绝缘纸和铝箔电极在导电管上卷绕而成的同心圆柱形串联电容器，用以均匀电场，经真空干燥，油浸处理后成为电气性能极高的油纸绝缘体。
瓷套为外绝缘，同时还作为保护主绝缘的容器。
套管的头部油枕上设有油位指示计，可以指示油位变化。套管的中间设有供安装连接用的法兰，法兰上设有供变压器注油时放出变压器上部空气的放气塞及测量套管介质损耗的测量引线装置（即末屏）。套管采用全密封金属结构，其内部充以经特殊处理的优质变压器油，套管的电容芯子完全不与大气相通，可以避免阳光的照射和大气中的有害物质浸入套管内部，而使绝缘老化。
套管作为变压器的重要附件，其运行情况好坏将直接影响主变能否运行。套管的故障和异常，虽然有的不构成事故，但故障如不能及时消除，往往会导致十分严重的后果，加强对套管的检查维护，采用必要的检测手段，及早发现问题、消除隐患，是运行、检修、试验人员共同的责任。
3 套管常见故障分析
3.1 外绝缘闪络
变压器套管长期运行因外部环境较差而积污，在大雾或小雨时易造成污闪，主要发生在高压套管上，多为单相接地，雨水在套管裙边外沿形成短路通道，致使发生外绝缘闪络。针对套管外绝缘闪络，一是在大雾潮湿天气做好防污闪特巡，二是每年对户外设备开展带电水冲洗，三是加装增爬裙。500kV鹏城站#2主变变高套管曾在雷雨天气发生闪络，整改情况即为在变高套管加装增爬裙（下图即为加装增爬裙后的套管）。
3.2 套管自身存在质量问题
500kV鹏城站#4主变在停电预试过程中，发现主变本体三相变低及中性点套管均出现介损值相比出厂试验及交接试验值有大幅增长的情况。在广东电网范围内，相继发现佛山局500kV沧江站#3主变、揭阳局500kV榕江站#2主变等同厂家同型号同时期出厂的变低及中性点套管均出现相同的情况。初步分析NGK公司同批次产品存在家族缺陷。
通过主变停电试验及检修，排除了套管表面泄露、末屏、油品等各方面的影响因素，造成介损值增大的原因有可能是由于电容芯子在制造过程中的干燥不充分，只干燥了电容芯子表面，内层没有干燥彻底残留有水分。由于介损试验对局部受潮反应不灵敏，所以出厂试验及交接试验均合格；但是经过长时间的运行，随着温度的增加，水分逐渐从内部向外部扩散并造成电容芯子的整体受潮部分增加，从而造成介损值增大。500kV鹏城站#4主变最终更换了六支套管，分别为三支中性点套管，及变低y、c、z套管。
3.3 导电连接端子接触不良发热
套管易发热部位：
⑴套管接线掌与引线连接部位；
⑵套管接线掌与将军帽接线柱连接部位；
⑶将军帽内与绕组引线铜螺杆螺纹连接处；
⑷绕组引线铜螺杆的铜磷焊接部位。
套管接线处发热主要原因：
主要原因为两个接触面未紧密贴合，导致接触电阻增大。建议在安装、检修时，要注意检查各部位是否连接良好，接触面应打磨后涂上导电膏，减小其接触电阻，从而杜绝发热现象。如果红外测温发现瓷套内部发热，则可能为内部绝缘故障引起的发热，需及时对套管进行试验。
例：2013年1月29日，运行人员在测温时发现110kV玉翠站#3主变变高套管B相发热31度，比其他两相高出5度左右，当时变高负荷电流只有55A。后经试验班组对该套管进行高压介损试验，发现介质损耗因数测量值为0.8%，已超出规定值。
3.4 末屏接地不良
末屏接地线的引出方式一般经小瓷套引出，其内部连线较细，小套管芯子内外一体，在试验时经常拆卸外部接地端的接地线，容易造成芯子转动，内部接地线则很容易损坏，造成末屏虚接电位悬浮放电。套管末屏盖螺纹处极易生锈造成卡涩，使得在预试结束后恢复时末屏盖不能完全拧紧，容易造成末屏进水，导致末屏内部锈蚀。500kV鹏城站#2主变在进行套管试验过程中发现主变三支变低套管末屏内部均存在不同程度的锈蚀现象（见下图）。
经过检查和确认，套管末屏接地不良和对地绝缘为零初步认为应该是密封不良导致水份侵入造成，最终500kV鹏城站#2主变更换了变低a、x两支套管。
3.5 套管渗漏油
渗漏油主要由密封不良而引起，会导致套管内部油量不足，绝缘下降，密封不良也可能造成外部水分侵入，导致绝缘进一步下降，介损超标。
针对套管密封不良，有进水或渗油现象，检修应及时更换质量较好的胶垫，拧紧紧固螺栓，使套管无渗漏。加强绝缘油微水测试，缩短试验周期，运行人员在巡视时应关注套管油位，增加红外测温，防止故障恶化。
4 如何有效巡视套管油位
套管渗油是套管经常出现的一种故障，在运行过程中，由于油位镜表面老化、积污、所处位置过高、视野角度不好等问题导致套管油位较难观察，在对主变套管进行巡视时，如何有效的发现套管油位低，也是需要总结的一项技能。首先运行人员应总结各厂家所生产套管的特点，不同厂家，其套管油位指示方法可能有所不同，下面列举几例不同类型的主变套管油位巡视方法。
220kV西乡站#2主变变中套管，其油面镜上有竖线，当充满油时，看不到竖线（图1），当油面下降到油面镜位置时，上面没有油的地方会看到有竖线（图2）。下图2显示为套管油位已低于油面镜。
在巡视时，应关注主变套管有无渗漏油，对于有渗漏油缺陷的，应重点巡视，并对同一厂家、同类设备进行重点关注。套管有渗漏油时，应区分是套管本体油渗漏还是主变本体油渗漏。若为套管上部渗油，则为套管本体渗漏，若为套管底部安装法兰处渗油，则应仔细区分是套管本体渗油还是安装法兰处密封不好导致主变本体油渗出。
巡视时使用红外测温仪，并注意对比三相套管的温度，若套管内部存在明显发热点，应加强巡视，注意观察其油位，并请高试班进行测温确认，必要时对套管进行试验。
5 对于主变套管的使用建议
新产品订货时，套管外绝缘应满足安装位置的防污等级要求，不但应提出爬电比距的要求，而且应充分考虑伞裙形状等对外绝缘的影响。保证带电部分对地的有效距离——弧闪距离的要求等。对防污型瓷套管，宜选用大小伞裙结构型式为宜。现已运行的高压套管，可采用加装增爬裙、涂防污闪涂料等措施防止污闪、雨闪发生。
套管安装应严格执行有关的安装工艺导则，特别是对倾斜安装的穿缆式高压套管要注意这一点。安装时，要处理好套管顶端的导电连接和密封面，检查端子受力情况及引线支承情况等，对于套管底部安装法兰，既要考虑各个螺栓受力不能过大，又要保证其密封良好。
对于同一厂家生产的套管，如果已经发现个别存在缺陷，应加强对运行中的同类型套管的检测，必要时可采用更换措施。认真执行预试规程的规定，定期测量套管的介损和电容量，必要时取油样做色谱分析，运行人员巡视时积极使用红外测温仪检查运行中变压器外部接头的过热情况，并注意观察套管油面情况，发现渗漏油现象应及时报专业班组处理。
结束语
研究套管故障的类型、原因与处理措施十分重要，在主变电器运行过程中，套管作为其重要组成部分，发挥了重要的作用，是主变电器正常运行的基本前提，一旦主变电器的套管发生故障，不论问题大小，是零件损坏还是零件严重磨损，都会对主变压器运行造成极大的影响，直接降低主变压器的工作效率，影响主变压器的正常运行，因此，提高主变压器套管的故障检查质量，定期进行检修维护，对故障问题记录分析十分重要，不仅可以全面的了解故障性质，还可以掌握故障解决措施，确保变压器的正常运行，提高设备运行效率。
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[5]张全元.变电运行现场技术问答.北京：中国电力出版社.
论文作者:王宏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：套管论文; 变压器论文; 故障论文; 芯子论文; 引线论文; 测温论文; 正常运行论文; 《电力设备》2017年第22期论文;