摘要：变压器套管是变压器的重要附件之一，是变压器的载流元件，其将变压器内部高、低压引线引到油箱外部，不但起到固定引线的作用，还作为引线的对地绝缘。在变压器运行过程中，变压器套管长期通过负载电流，当变压器外部发生短路时，短路电流会从套管通过，保证了变压器对电能的正常传输，保障了电网的安全稳定运行。变压器套管发生事故如果不能够及时地处理，那么极有可能导致不可估量的后果，将直接的影响到电力系统的安全稳定运行。因此，对变压器套管的故障及处理方法进行分析是非常重要的。基于此，本文就针对变压器套管故障分析与预防对策进行了分析与探讨。
关键词：变压器套管；故障；预防对策
在电力系统中，电力变压器必不可少，它是一种改变电压和电流的设备。因工作属性，套管需要适应各种条件，既要具有足够的机械强度，又要满足良好的绝缘性能。套管形式多样，有纯瓷套管、充气套管、充油套管、电容式套管（胶纸电容式、油纸电容式）等不同形式。套管的故障也是多种多样的。套管故障不但会造成自身的损坏，而且一旦发生爆炸还会波及周围部件及整台变压器。近年来，运行中套管的故障率呈上升趋势，应高度重视对变压器套管的维护和管理，加强试验与监测，对于存在的隐患及时采取防范措施。
1引起套管故障发生的原因
（1）制造质量不良。制造时端部密封不好，进水受潮引起内部局部放电，继而发展成沿面放电、闪络，甚至造成爆炸事故。电容芯制造质量缺陷，如芯体滑动，造成与末屏引出部位错位而放电；电屏铝箔尺寸错误，致使电场畸变而发生局部放电；绝缘层间有折叠、凹陷、铝箔有皱折，使纸层间残存气泡，引起局部放电、爬电，甚至击穿；穿缆导电管与零屏等电位措施不当，易发生悬浮电位放电；末屏引线焊接不良而开焊、断线，引起末屏对地放电；若末屏未采用弹簧压紧结构，则可能因电磁振动引起接地瞬间开路，从而造成放电。此外，由于穿缆线鼻与引线头焊接不良，以及穿缆导电管与导电头（将军帽）等连接螺母配合不当，导电管尾端未倒角，易磨伤引线绝缘，均可能造成局部高温过热故障。在高压电容型套管中，因各级电容屏所承担的电应力过大而使纸绝缘严重老化，以致套管被击穿。其原因是，在过高的电应力作用下，因介质损耗发热而烧损套管本体。同时，电容屏间的气隙也是加重这种破坏程度的重要因素。
（2）运行维护不当。由于检修工艺不良，真空注油不完善，或者密封不良，渗漏油，致使潮气或雨水入侵而使绝缘性能下降，甚至引起绝缘击穿事故。安装时，下部均压球处可能弯曲而与导电管搭接，在引线绝缘破损的情况下，将形成导电回路，产生分流和环流现象，最终导致局部过热。这种放电或过热使变压器本体油分解产生的气体，溶于变压器本体油中，往往 DGA 测试易误诊断为变压器内部存在故障。
在现场预防性试验时拆接引线不当，造成套管外接头局部高温过热，或者反复拆接末屏引线造成断线、接触不良引起放电性故障；取油样时耗油过多，未能及时补油而造成油位过低；取完油样后，放油塞未拧紧，引起渗漏故障；变压器多次出口短路和单相接地引起过电压，以及雷击或操作过电压引起套管内部游离放电，或者表面脏污引起外部闪络等而造成套管故障。
另外，套管导电管内螺纹与变压器绕组引线接头螺纹连接的公差若配合不当，亦可能因内接头接触电阻增大而造成高温过热。若绕组引线接头未采用磷铜焊接，而是采用锡焊，则过热温度达到 200℃时，焊锡会熔化，有可能落入变压器油箱内，这是极其危险的。所以，现在制造厂已杜绝引线接头采用锡焊工艺，而采用压接焊工艺。
2电力变压器套管故障类型
电力变压器套管常见故障有以下几种。
（1）套管发热故障：电力变压器套管发热通常是由于内部接头发热故障或者外部接头故障引起的。
（2）套管漏油故障：电力变压器套管另一个常见故障是渗油，有两种情况。一是密封件由于运行时间长发生老化现象而渗油。二是套管的底部法兰连接处如果不平也会产生渗油现象。
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（3）套管绝缘油含大量乙炔及末屏放电故障：设计原因和套管末屏没有接地。
3套管故障的处理措施
3.1套管发热故障的处理措施
（1）引线接头与引线的焊接匹配。首先，在焊接前应该将需要焊接的部位打磨地足够光洁；其次，在焊接过程中，应该将焊接部位进行通身加热，并且要控制好火候，从顶部将磷铜焊水注入，当焊水填充满之后则在接头外围进行均匀地加热，通过对焊水减少量的观察，对缝隙的填满状况进行判断并且焊接，同时保证接触良好以及接触面积充足。（2）引线接头与引线的压接匹配。首先，及时匹配引线界面以及引线头管的内径；其次，保证足够的压接长度同时保证质量合格以及接触面积足够；最后，选用正确合理的压接方式，保证接头周身接触足够的良好可靠。
3.2套管漏油故障的处理
（2）正确选择科学合理、有效的连接工艺，采用与桩头相配套的螺母、勾连、卡爪以及垫圈等，当电缆或者接头过粗时应该通过电线压接端子。（2）在线头两侧采用螺母同时相对拧紧的连接方法，一方面使紧固更加牢靠；另一方面还提高了接头处的散热性，以防因发热对密封垫产生的不良影响。（3）制定科学合理的负荷分配计划，避免变压器长时间过负荷运行；4）加强巡检。在电力变压器运行过程中，一旦发现发生套管漏油故障，应该立即进行处理。
3.3套管绝缘油含大量乙炔及末屏放电故障的处理
如果电力变压器在正常运行过程中发生这种故障，则必须将故障套管拆除，更换上新的、合格的套管，其中对于必须对所更换的套管进行严格地检查，保证合格后方能投入运行。目前，针对电力变压器套管的更换，通常采用先排油、后更换、再注油、终试验的方法。
3.4加强套管大修工作管理
除以上客观原因外，检修人员的操作也会影响到套管的工作状态。电力企业应加强此方面的管理。（1）检修人员应对套管的技术性能非常熟悉。在套管出厂时，其主要试验项目如下：①局部放电测量；②介损测量；③密封性试验；④工频耐压试验；⑤外观和尺寸检测。（2）工作人员还应熟悉套管的安装条件。例：套管在变压器上的安装角度跟其垂直轴线之间在30°为最佳。在晴朗、干燥、无尘土飞扬的环境下对套装进行安装最为适宜。安装时环境湿度不大于80%。（3）为防患于未然，工作人员应在材料选购时，就把好质量关，坚决杜绝劣质材料流入电力设备；为提升供电服务质量，检修人员应定期对套管进行检查维护并及时消缺；工作人员还应利用业余时间等多学习、多交流，努力提升自己的工作能力，专业技术水平，确保在检修工作中有高质量的成果。
3.5工作人员还应熟悉套管的安装条件
套管安装应在在晴朗、干燥、无尘土飞扬的环境下进行最为适宜。安装时环境湿度不大于 80%。为防患于未然，工作人员应在材料选购时，就把好质量关，坚决杜绝劣质材料流入电力设备；为提升供电服务质量，检修人员应定期对套管进行检查维护并及时消缺；工作人员还应利用业余时间等多学习、多交流，努力提升自己的工作能力，专业技术水平，确保在检修工作中有高质量的成果。
4结束语：
变压器是电网中的重要设备之一，套管属于变压器上的重要部件，其承担的任务要求其不仅要有良好的绝缘性也要有机械性。除了套管本身的材质问题，检修人员的素质也决定着套管是否处于良好的运行状态。因此要加强套管的材质选购、运行维护管理，提升检修人员素质，以保障电力变压器的安全稳定运行。
参考文献：
[1]田瑞敏.浅谈变压器套管异常分析及解决措施[J].中国电子商情：科技创新，2013（21）：103-103.
[2]潘臻，姬鹏，张建.一起110kV变压器套管故障分析研究[J].电气技术，2014（12）：113-116.
论文作者:1冯安强,2陈振,3宁学锋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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