一起500 kV主變高壓套管介損異常數據分析

孔祥坤

摘 要：變壓器高壓套管是將變壓器內部的引線引到油箱外部的出線裝置，其主要起是固定引線和保證引線對地絕緣的作用，測量變壓器高壓套管電容量和介質損耗因數是檢查變壓器高壓套管運行情況的重要行試驗項目之一，該文通過對一起500 kV變壓器高壓電容型套管介質損耗值與電容量測試值的變化關系，分析了可能引起油浸式變壓器套管介損超標的原因。

關鍵詞：變壓器高壓套管 介質損耗 Garton效應

中圖分類號：T5M85 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（b）-0041-02

變壓器高壓套管是將變壓器內部的引線引到油箱外部的出線裝置，其主要起是固定引線和保證引線對地絕緣的作用。 按套管的絕緣結構可分為純瓷套管、充油套管和電容型套管，其中電容型套管是目前使用最廣泛的變壓器高壓套管，其內部絕緣可分為油紙電容式和膠紙電容式。該文所述的套管為環氧樹脂浸紙式電容型套管。

1 環氧樹脂浸紙式電容套管的結構簡介。

該套管為鋁法蘭盤、銅導電桿、和環氧樹脂浸紙芯子組成，套管通過鋁箔形成局部電容平均電壓，控制沿芯子厚度內和表面的電廠強度，以形成緊湊有效的設計，可以避免芯子表面電廠過度集中。芯子和同心鋁法蘭盤配裝，法蘭盤提供了和SF6連接的安裝面。

2 數據異常情況介紹

2015年4月光照電廠高壓試驗人員對#3主變壓器進行常規檢修預防性試驗，發現A相高壓側套管介損值超過標準， 使用儀器：PH2801介損儀、1550B型兆歐表2 500 V。試驗數據見表1、表2。

從表 1和表2中的數據可以看到，該變壓器A相套管的電容量由出廠值331.3 pF增大至336.6 pF，在不經溫度換算情況下變化為趨勢+1.6%，與銘牌值比較增大了3.5.%滿足規程規范要求；但其套管介損值由0.47%直接增大到0.808%，與交接試驗時比較增大了 1.7倍多，并且已經超過說明書所規定的0.007的要求，所以初步判定該套管可能存在異常。

3 原因分析及排除

（1）依據 DL/T1154-2012《高壓電氣設備額定電壓下介質損耗因數試驗導則》對此次測試的套管電容量數據分析分析：A相套管的電容量（336.6 pF）與出廠值（331.3 pF）比較，變化趨勢為+1.6%，未發生大變化，從而可以判定套管內部的絕緣結構應未發生實質性擊穿突變。

（2）環境及設備的影響，從數據看，上次測試時環境溫度、油面溫度差別不大，同時使用設備為同一設備，所以設備和環境不是造成此次數據異常的主要原因。

（3）試驗方法的影響，由于該500 kV變壓器高壓側套管與GIS相連，所以在測試套管介損值時使用正接法從中性點直接加壓測量，若變壓器繞組存在異常，則高壓介損值將直接受繞組的影響而變化。工作人員重新測試了主變壓器的繞組絕緣電阻、吸收比、極化指數、繞組直流電阻，各項試驗數據合格，同時變壓器油樣檢測數據正常。同時此次試驗方法與上次試驗方法一直，所以導致此次高壓套管數據異常的原因可排除變壓器故障和試驗方法的影響。

（4）套管末屏受潮的影響：現場打開套管的末屏裝置發現內部有少量油溢出，經過清潔、烘干處理后進行套管介損仍然為0.802%，電容值未發生變化。測量套管末屏測試絕緣電阻大于1 000 MΩ，測量末屏介質損耗A相為0.808%，均小于正常的B、C相，初步排除末屏故障引起套管介損發生變化的判斷。

（5）變壓器剩磁干擾分析：現場重新將高低壓側接地刀閘合閘放電后，再使用變壓器直流電阻儀對變壓器低壓側進行注流消磁后，對套管重新進行測量，測量結果為0.823%，電容值基本沒有變化。說明變壓器剩磁不是引起套管介損變化的原因。

為此工作人員對該主變進行高壓介損測試，由于中性點套管出廠試驗電壓值為140 kV，按照試驗規程規定中性點現場運行過程總最大能承受的交流耐壓電壓值為140*0.8=112 kV，考慮到該介損值測試時間較長，為確保試驗安全可靠該高壓介損測試時試驗電壓按出廠值的50%為準，每5 kV測試一次介損值，試驗諧振頻率為45.2 Hz，結果如下表1所示。

通過對#3主變中性點施加50 kV、70 kV電壓后，進行測量A相套管介損值結果表明，介損值已經隨著電壓的升高而減小，已經接近出廠值，電容值未發生變化，與出廠值接近。

高壓介損測試儀測試的電容量均與常規的較為吻合，其A、B、C三相介損值均小于0.6%，試驗數據符合規程要求。再次使用光照電廠介損測試儀對#3主變A相進行復查，測試結果為0.489%。測試結果合格。

4 結論

通過上述的現場試驗分析，造成此次#3主變A相高壓套管介損超標異常的主要原因為變壓器空載退出時非周期分量存在的暫態過程中發生極化時，在介質表面出現束縛電荷，相應在導電桿及錫箔上吸附一部分電荷，使導電桿和錫箔上的電荷增多。

5 預防措施

（1）提高一次電壓，復核套管在高電壓下的介損是否與出廠值與歷史值有較大變化。即在發電機帶主變零起升壓至額定電壓后，進行套管介損與電容量測試復核，如與歷史差值較大時應進行更換。（2）定期進行監視和檢查復測，特別是在大負荷期加強對該相套管的紅外成像測溫工作。

6 結語

介損測量是一項精確要求較高的試驗項目，其對被試設備絕緣介質老化、受潮和存在局部缺陷的反應較為靈敏，但在現場測量過程中常常會受到環境溫度、濕度、試驗方法等外界因素的影響。

參考文獻

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[3] 中華人民共和國電力行業標準DL/T 1154-2012.高壓電氣設備額定電壓下介質損耗因數試驗導則[M].北京：中國電力出版社，2012