淺析一起典型套管末屏故障及處理措施

龔杰（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司　湖南長(zhǎng)沙　410004）

淺析一起典型套管末屏故障及處理措施

龔杰
（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司湖南長(zhǎng)沙410004）

本文通過變壓器套管幾種常見末屏接地方式的分析介紹，結(jié)合一起典型案例分析了變壓器套管末屏接地故障形成的原因，并對(duì)該類缺陷提出了解決方案。

變壓器；套管末屏；接地方式；接地故障

1　引言

油浸式電力變壓器是變電站的主設(shè)備，而套管則是變壓器與電網(wǎng)連接的重要組件。其作用是把變壓器箱體內(nèi)部的高、中、低壓側(cè)的引線引至變壓器油箱外部，通過外部引線與電網(wǎng)相連，同時(shí)起到引線對(duì)地絕緣固定的作用。同時(shí)，套管又是載流元件之一，變壓器運(yùn)行中，套管將長(zhǎng)期通過負(fù)荷電流。因此，套管不僅應(yīng)有較高的電氣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，而且必須具有良好的熱穩(wěn)定性，以承受短路時(shí)的瞬間過熱。近年來，套管末屏接地出現(xiàn)多起故障，嚴(yán)重影響主變的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高套管末屏接地的可靠性，成為當(dāng)前急需解決的問題。

2　套管末屏接地方式

目前，變壓器高壓套管的接地方式大體上可以分為外置式、內(nèi)置式和常接地式[1]。

2.1外置式接地（通過外部接地裝置接地）（見圖1）

末屏的接地主要依靠一根金屬軟線或金屬連接片把引出線（引出線通過一個(gè)小瓷套引線柱引出，端部設(shè)有螺帽，可接線）與套管底座金屬部分相連，通過金屬外殼接地外。此類接地方式多見于老舊套管。

圖1　末屏外置式接地案例

2.2內(nèi)置式接地（接地方式是通過末屏罩與接地部件接觸，接地冒再與金屬外殼接地）（見圖2）

套管末屏接地引出線焊接在接地桿上，接地桿通過小瓷套固定，構(gòu)成引線柱，外部利用螺帽對(duì)引線柱進(jìn)行固定，并壓緊瓷套及密封件對(duì)末屏進(jìn)行密封，引線柱外端對(duì)地絕緣，通過安裝末屏接地罩，利用接地罩中的彈簧夾片與引線柱直接接觸或接地罩與引線柱直接接觸，接地罩采用螺紋或螺帽與套管底座金屬部件進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)接地。

2.3常接式接地

該種接地方式屬于常接地形式。該類末屏接地裝置為一個(gè)整體性設(shè)計(jì)，見圖3。末屏接地線與接線柱焊接后利用接地裝置固定，在引線柱上設(shè)計(jì)有一個(gè)利用彈簧抵住的接地環(huán)，利用彈簧的彈性將接地環(huán)與接地裝置前端接觸，末屏接地裝置利用兩顆螺帽固定在套管底部金屬部件上，從而實(shí)現(xiàn)末屏的常接地狀態(tài)，外部再通過金屬外罩進(jìn)行密封、防水。

圖2　末屏內(nèi)置式接地案例

圖3　彈簧式套管末屏結(jié)構(gòu)示意圖

3　套管末屏接地的優(yōu)劣

（1）末屏外置式接地的最大特點(diǎn)是可以在運(yùn)行及檢修中直觀的看出末屏的接地是否可靠。

劣勢(shì)：①外置式接地長(zhǎng)期暴露在外環(huán)境中導(dǎo)致金屬連接線或金屬片受到雨水、無機(jī)鹽的腐蝕，長(zhǎng)期使用造成金屬接地線或接地片的斷裂，接地點(diǎn)存在斷開風(fēng)險(xiǎn)；②停電試驗(yàn)檢修過程中，檢修人員對(duì)末屏進(jìn)行拆卸斷開檢查時(shí)容易使得引線柱的松動(dòng)造成滲漏，如果引線柱隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，極易造成內(nèi)部末屏接地線斷裂，致使接地不可靠。

（2）末屏內(nèi)置式接地徹底解決了外置式接地的缺點(diǎn)，避免了接地部件的腐蝕以及試驗(yàn)、檢修人員極易造成缺陷的問題。

內(nèi)置的末屏接地利用彈性金屬夾片或接地罩進(jìn)行接地，方式較為簡(jiǎn)單，但存在著一定的缺陷：①?gòu)椥越饘賷A片長(zhǎng)期使用會(huì)變形或金屬?gòu)椥韵陆祵?dǎo)致接地點(diǎn)接觸不良；②試驗(yàn)人員進(jìn)行末屏試驗(yàn)完畢后，恢復(fù)末屏罩后不能對(duì)其進(jìn)行接地導(dǎo)通測(cè)試，無法判斷接地點(diǎn)是否已經(jīng)可靠接地。

（3）常接地結(jié)構(gòu)的套管末屏[3]，解決上面兩種接地方式的困擾。即避免了外環(huán)境的腐蝕，也解決了不能測(cè)量是否可靠接地的問題。

通過擠壓接地環(huán)，即可實(shí)現(xiàn)接線柱與金屬外殼的分離，實(shí)現(xiàn)接地點(diǎn)的斷開，便于試驗(yàn)人員的測(cè)試工作，松開接地環(huán)，接地環(huán)

[2]在彈簧彈性推動(dòng)下回彈到金屬接線柱頂端位置，接地點(diǎn)自動(dòng)恢復(fù)導(dǎo)通，此時(shí)可測(cè)量末屏接地點(diǎn)是否可靠導(dǎo)通。

長(zhǎng)期使用中，該類末屏接地方式比較可靠，但在長(zhǎng)期運(yùn)行中也逐漸暴露出其缺點(diǎn)：①?gòu)椈蓮椥韵陆抵率菇拥丨h(huán)回彈不到位，金屬接線柱與末屏接地裝置外殼有間隙，導(dǎo)致接地點(diǎn)不可靠；②接地環(huán)表面產(chǎn)生氧化層，導(dǎo)致接地環(huán)接地不可靠。

4　套管末屏接地故障典型案例

2012年湖南某500kV變電站#2主變停電例試時(shí)，發(fā)現(xiàn)#2主變A相高壓側(cè)套管末屏滲油，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查后發(fā)現(xiàn)，末屏密封部位損壞，且末屏接地部位有燒蝕痕跡。該末屏接地方式屬于圖3中的彈簧接地。將該套管更換后，末屏接地部件取出后發(fā)現(xiàn)彈簧無壓縮、卡滯，接地環(huán)與底座間有間隙，見圖4。

圖4　故障后的套管末屏

分析末屏接地彈簧失去彈性，接地環(huán)接地不可靠導(dǎo)致末屏對(duì)地點(diǎn)有放電情況，導(dǎo)致末屏部件燒蝕，溫度上升，致使密封件損壞，繼而滲油。該套管為撫順某廠生產(chǎn)的BRDLW型套管，其末屏采用彈簧壓緊式接地方式，運(yùn)行中彈簧失效或試驗(yàn)接線中損傷末屏接線柱產(chǎn)生毛刺與雜質(zhì)，都可能造成末屏運(yùn)行中開路。套管末屏彈簧接地裝置因?yàn)樵谶\(yùn)行中出現(xiàn)過接地不可靠，造成末屏放電的故障。該問題已被國(guó)網(wǎng)公司定為家族性缺陷，我省很多主變套管都是該廠家生產(chǎn)的套管，其中不乏彈簧結(jié)構(gòu)末屏裝置。

5　處理辦法

綜合現(xiàn)場(chǎng)檢修實(shí)際情況，針對(duì)該類型套管存在的問題，我們有兩種解決辦法：

（1）對(duì)采用彈簧壓緊式接地方式的BRDLW型套管末屏，現(xiàn)場(chǎng)檢查末屏無異常，試驗(yàn)檢查合格，則更換套管末屏輔助接地罩，見圖5。

圖5　套管末屏輔助接地罩

通過圖5中的銷軸4由彈簧6頂壓末屏接線柱，再通過末屏帽與末屏座螺紋連接可靠接地，加裝末屏輔助接地罩的目的是增加一個(gè)可靠接地點(diǎn)，在原末屏接地不可靠的情況下，末屏輔助接地罩還能保證末屏可靠接地。輔助接地帽能夠快速、安全處理這一隱患，只要在主變停電的情況下，將原末屏接地罩更換為輔助接地罩即可。通過輔助接地罩，我們已在長(zhǎng)沙某220kV#1主變成功應(yīng)用，效果良好。

（2）對(duì)彈簧失去彈性，接地環(huán)接地不可靠的末屏，更換末屏接地裝置，見圖6。

圖6　更換套管末屏接地裝置

通過更換末屏接地裝置，使用新型末屏輔助接地罩后，該缺陷得以徹底解決。

6　運(yùn)行檢修注意事項(xiàng)

（1）末屏外置式接地的套管，在試驗(yàn)、檢修中，如存在接地線、接地金屬連接片銹蝕的情況，應(yīng)對(duì)其開展除銹處理或更換。解線試驗(yàn)檢查時(shí)，拆卸螺栓避免引線柱有松動(dòng)情況，如發(fā)生松動(dòng)，要及時(shí)請(qǐng)變壓器專業(yè)檢修人員進(jìn)行處理，嚴(yán)禁引線柱松動(dòng)留下隱患缺陷，工作結(jié)束后必須恢復(fù)接地并測(cè)量接地導(dǎo)通的可靠性。

（2）末屏內(nèi)置式接地的套管，在對(duì)末屏進(jìn)行試驗(yàn)檢查時(shí)，特別是拆卸接地罩的過程中，要注意檢查金屬夾片的彈性，以及金屬夾片是否完好、有無變形、位置是否正常。嚴(yán)禁接地罩中的金屬夾片有斷裂、松動(dòng)、銹蝕等情況，及時(shí)更換，確保接地點(diǎn)可靠接地。

（3）對(duì)于末屏常接地形式的套管，應(yīng)檢查接地環(huán)是否接觸正常，彈簧彈性是否能保持接地環(huán)的可靠接地，必要時(shí)更換輔助接地罩或接地裝置，確保接地點(diǎn)可靠接地。

（4）變壓器（電抗器）停電檢修試驗(yàn)后，試驗(yàn)人員必須恢復(fù)末屏接地，工作負(fù)責(zé)人應(yīng)檢查末屏接地情況，以保證末屏接地可靠。

試驗(yàn)、檢修人員應(yīng)在對(duì)套管末屏進(jìn)行工作過程中，要注意現(xiàn)場(chǎng)末屏的結(jié)構(gòu)形式，嚴(yán)禁對(duì)末屏造成損壞，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)處理，工作完畢要恢復(fù)末屏接地，并用試驗(yàn)儀器檢查接地導(dǎo)通，可靠接地，確保變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]王新.變壓器套管末屏損壞的處理及防范[J].電力安全技術(shù)，2006，5 （8）：42～43.

[2]董鵬.電力變壓器套管末屏接地方式比較[J].北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，4：23～25.

[3]韓金華，張健壯，王偉，楊巖.電力變壓器高壓套管末屏接地方式問題探討[J].變壓器，2009，6（46）：64～67.

TM407

A

1673-0038（2015）51-0223-02

2015-11-28

龔杰（1983-），男，湖南常德人，工程師，碩士，主要從事變壓器檢修及電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及診斷研究工作。