淺談變壓器套管的故障與維護

摘要：變壓器是一種用來改變電壓和電流的電器設備。在電力系統中，變壓器的地位是十分重要的，不僅所需數量多，而且要求性能好，運行安全可靠。變壓器主要由由鐵心、繞組、器身絕緣、油箱和套管等組部件構成。變壓器繞組的引線是依靠套管引出箱外的， 套管起到對油箱的絕緣、固定和將電流輸送到箱外的作用，它需適應外界各類環境條件，并要有一定的機械強度，是變壓器中一個主要部件。套管需有不同的電壓和電流等級，外絕緣大多是瓷套。套管有純瓷套管、充油套管、充氣套管、電容式套管等不同形式。而電容式套管是以電容芯子為主絕緣的套管，有膠紙電容式和油紙電容式套管兩種，本文對油紙電容式套管的故障分析和檢修維護等談談自己的一些看法。

關鍵詞：電容；故障；檢修

1 對套管的故障進行分析，歸納出以下主要原因：

套管表面臟污吸收水分后，會使絕緣電阻降低，其后果是容易發生閃絡，造成跳閘。同時，閃絡也會損壞套管表面。臟污吸收水分后，導電性提高，不僅引起表面閃絡，還可能因泄漏電流增加，使絕緣套管發熱并造成瓷質損壞，甚至擊穿；套管膠墊密封失效，油紙電容式套管頂部密封不良，可能導致進水使絕緣擊穿，下部密封不良使套管滲油，導致油面下降。套管密封失效的原因主要有兩個方面：一是由于檢修人員經驗不足，螺栓緊固力不夠；二是由于超周期運行或是膠墊存在質量問題、膠墊老化等；套管本身結構不合理，且存在缺陷。比如，有的220kV主變套管，由于引線與引線頭焊接采用錫焊，220千伏A相套管導壓管為鋁管，導線頭為銅制，防雨相為鋁制，這種銅鋁連接造成接觸電阻增大，使連接處容易發熱燒結，導致發生事故；套管局部滲漏油，絕緣油不合格， 套管進水造成輕度受潮； 套管中部法蘭筒上接地小套管松動斷線；接地小套管故障，使套管束屏產生懸浮電位，發生局部放電；套管油標管臟污，看不清油位，在每年預試取油樣后形成虧油。

在套管大修中，抽真空不徹底，使屏間殘存空氣，運行后在高電場作用下，發生局部放電，甚至導致絕緣層擊穿，造成事故。

2 根據以上的故障分析，可以從針對主要缺陷方面制定以下一些處理措施；

針對套管油樣不合格、含乙炔氣等缺陷。采取的措施是：對套管要進行嚴格檢驗，各種試驗合格后方可投入運行，避免人為因素引起故障。

針對套管密封不良，有進水或滲漏油現象。采取的措施是：通過更換質量好膠墊保持密封，擰緊緊固螺栓，使套管無滲漏。

針對套管本身結構不合理而引起頭部過熱等缺陷。具體措施可采用變銅鋁過渡為銀銅接觸，從而減小氧化作用。

在拆、接、引過程中，要注意檢查各部位是否聯結良好，接觸面應打磨后涂上導電膏，減小其接觸電阻。從而杜絕其過熱現象。

3 通過以上對油紙電容式套管故障分析及一些處理措施，大致可以發現形成缺陷有兩個途徑：第一是套管本身設計存在薄弱環節；第二是人為因素，是安裝、檢修人員在作業中造成的。在分析套管常見故障主要原因后，我認為套管在運輸、安裝、檢修維護等方面應注意以下問題:

在起吊﹑臥放﹑運輸過程中， 套管起吊速度應緩慢，避免碰撞其它物體；直立起吊安裝時，應使用法蘭盤上的吊耳，并用麻繩綁扎套管上部，以防傾倒；注意不可起吊套管瓷裙，以防鋼絲繩與瓷套相碰損壞；豎起套管時，應避免任何部位落地；套管臥放及運輸時，應放在專用的箱內。安裝法蘭處應有兩個支撐點，上端無瓷裙部位設支撐點，尾部也要設支撐點，并用軟物將支撐點墊好。套管在箱中應固定，以免運輸中竄動損傷。

在套管大修的裝配中應特別注意以下幾點:防止受潮。裝配中除要有清潔干燥的條件以外，最好能在40-50℃溫度下進行組裝。因為電容芯子溫度高出環境溫度溫度10-15℃時能減少受潮的影響，所以最好在組裝前將套管的零部件和電容芯子加熱到70-80℃，保持3-4h，以便排除表面潮氣，盡可能在溫度尚未降低時裝配完；套管頂部的密封。套管頂部的密封可分為套管本身的密封和穿纜引線的密封。現在大多數變電站的主變壓器的儲油柜頂裝有彈性波紋板，它與壓緊彈簧共同對由溫度變化起調節作用。在組裝彈性波紋板時，導管上的正、反壓緊螺母之間的密封環與儲油柜上的密封墊一定要配合妥當，防止波紋板拉裂，以達到密封的效果。套管引線是穿纜式結構，如果頂部接線板、導電頭之間密封不嚴密，雨水會沿套管頂部接線板、導電頭及電纜線順導管滲入變壓器內部。水分進入變壓器引線根部，將會導致受潮擊穿，造成停電。為避免這種情況，必須用螺栓壓緊，保證密封；中部法蘭的小套管。電容屏的最外層屏蔽極板即接地電屏，用一根1.5mm2的軟絞線，套上塑料管引到接地小套管的導電桿上，此套管叫測量端子，裝配時要注意小套管的密封和引出軟線的絕緣。檢修時，應將套管水平臥倒，末屏小套管朝上，卸開小套管即可檢查末屏引線等情況，還可以作相應的修理。在套管運行和作耐壓試驗時，其外部接地罩應良好接地；均壓球調整應適當。均壓球在中心導管尾部，沿導管軸向可以上下擰動，以便能與主體引線裝配配合。均壓球必須擰緊，否則會發生均壓球與套管間放電。均壓球除了遮擋住底部、螺母、放油塞等金屬件外，還要滿足電氣強度的要求，即調整均壓球的位置，可以縮小套管尾部到油箱壁的絕緣距離及繞組的爬電距離，改善輻向和軸向的電位分布。如調整不當，球面會產生滑閃放電，造成介質擊穿，對套管的電氣性能危害很大；油樣閥、放油塞的質量要好，不得有銹跡；膠墊的質量應良好；真空注油時，應首先建立真空，檢查套管各部分密封情況，然后保持殘壓在133.3Pa以下，按規定時間注油。注油后破壞真空時，套管油位稍有下降，若有缺油現象需及時加油?？紤]到取油樣，應略多注一些油。

套管做試驗特別是測量介損時要注意其其放置的位置，因為套管的電容小，當位置不同時，因高壓電極和測量電極對未完全接地的構架、物體、墻壁和地面的雜散阻抗的影響，會對套管的實測結果有很大影響。不同的位置，這些影響又不相同，所以往往出現分散性很大的測量結果。因此，測量介損和其它試驗時，應把套管垂直垂直放置在妥善接地的套管架地進行，不要把套管水平放置或用絕緣索吊起來在任意角度進行測量，以保證測量數據的準確。

檢修維護人員應注意以下問題： 試驗人員拆接末屏小套管引線時，應防止導桿轉動或擰斷接地引線，試驗后應恢復原狀。根據我的工作經驗，試驗結束后可用萬用表來測量末屏是否接地，這是檢查末屏接地拆除后是否已經恢復的一種比較可靠的辦法；取油樣人員工作結后，應擰緊采樣閥；拆接引線人員，上下套管時應注意防止套管破損；檢修人員應觀察套管油位并及時補油。

另外，檢修維護人員應熟悉套管的技術要求。首先要熟悉套管的技術性能，如套管出廠時的主要試驗項目有介損測量、局部放電測量、工頻耐壓試驗、密封性試驗、以及外觀和尺寸檢測等。其次要熟悉套管的使用條件，如套管安裝的周圍環境溫度為-40～+40℃，在變壓器上的安裝角度與其垂直軸線之間不超過30°等。檢修維護人員還應當做到：利用一切停電的機會認真檢查套管，及時消缺，排除隱患；嚴把質量關，所購檢修維護材料均經有關方面驗收認可；不斷提高自己的專業技術水平，確保檢修質量。