變壓器套管末屏接地常見問題分析

何興華

摘 要：高壓套管是電力系統中廣泛應用的設備，近年來，我局發生多起因變壓器套管接地不良，導致的漏油、放電等事故。本文將綜合分析我局現有六種套管末屏接地方式的結構功能、優缺點，結合實際缺陷案例提出防范措施，并進一步總結日常運行中的注意事項，對保證高壓套管的安全運行具有參考意義。

關鍵詞：高壓套管；末屏；接地；缺陷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.253

1 前言

高壓套管多為電容式結構，由接地端子、儲油柜、上瓷套、下瓷套、電容屏、導電桿、絕緣油、法蘭等部分組成，主絕緣為油紙絕緣，由若干層同心串聯圓柱形電容屏組成，最里面靠近導電桿的稱為零屏，最外面的稱為末屏，電容屏數目越多，電場分布越均勻。在運行時必須保證末屏接地，才能使電容屏起到均壓作用保證絕緣，否則將引起末屏懸浮電位放電，甚至套管爆炸等事故。在套管試驗時，需要解開末屏接地，從末屏引出信號測量套管的電容值和介損，能夠有效發現套管和末屏主末屏絕緣受潮、絕緣油劣化、電容屏間開路或短路等缺陷。因此，確保末屏運行時的可靠接地和試驗時對地絕緣，是保證變壓器安全運行的有效措施。

2 在運行的變壓器套管末屏接地方式介紹

經過統計，我局目前在運行的變壓器套管末屏接地方式主要分為內置式和外置式兩種類型，其中內置式接地有5種情況、外置式接地有1種情況，總共6種情況。下面進行詳細的介紹。

2.1 外置式接地方式

外置式接地方式分為兩種形式，一種是通過外部裝置接地，另一種是通過接地蓋接地。外部裝置接地即末屏的引出線通過小瓷套的引線柱引出，再在外部經過金屬連片（情況1）、金屬軟線（情況2）、接地帽（情況3）等裝置與套管底座相連，實現接地。

通過外部裝置接地的優點是可以對末屏接地狀態直接觀察，也可以用萬用表檢查末屏接地是否可靠。缺點或容易引起的缺陷有幾方面：停電檢查或試驗過程中拆卸螺栓時容易造成引線柱（螺桿）轉動，內部末屏接地引出線受力脫落，造成末屏沒可靠接地，甚至使小瓷套密封墊松脫，造成套管內的變壓器油外泄或滲漏。接地金屬連片、螺絲由于經常拆卸引起金屬連片受力開裂折斷，或拆卸后恢復不好造成接地不良。

外置式接地方式的另一種方式就是通過接地蓋實現接地。末屏的接地引出線從小瓷套引出時，引線柱保持對地絕緣，而外部的接地蓋與引線柱連接實現接地。根據接地蓋和引線柱的接觸方式可以分為通過彈簧片連接（情況4）和直接連接（情況5）兩種情況。

接地蓋的優點是運行時可以防塵、防潮和防腐蝕，對末屏檢查和試驗時只需取下接地蓋即可，不會造成引線柱（螺桿）轉動或內部末屏接地引現線受力脫落。缺點是不易觀察末屏的接地狀況； 當彈簧片彈性減小或變形時和引線柱表面有氧化層時，易造成末屏接地不良或懸空；同時不能用萬用表直接檢查是否可靠接地。

2.2 內置式接地方式

內置式接地（情況6）的末屏引出線從小瓷套引出，引線柱對地絕緣，引線柱通過彈簧與引線柱套緊密相連。內置式接地的優點是試驗完松開彈簧可以自動接地，簡單方便，有效避免了由于人為疏忽導致末屏失去接地的情況。缺點是彈簧彈力減小時或接地套與引線柱間有卡澀時，接地套不能隨彈簧完全彈出，造成末屏不能可靠接地。運行中潮氣進入，彈簧銹蝕失去彈性，套管試驗時，推拔銅套無法推動，不能使末屏對地絕緣。

3 各類末屏接地方式的運行情況及防范措施

根據多年積累的運行經驗，變壓器套管末屏的各種接地方式由于其結構特點容易引發不同的故障，下面將介紹近年來我局發生的多起變壓器套管末屏接地缺陷。

3.1 外置式接地方式常見缺陷與防范

當末屏引線柱是通過金屬連片（情況1）或金屬軟線（情況2）接地時，因為拆卸螺栓時引線柱（螺桿）轉動，曾經發生密封墊松脫、小瓷套滲漏、接地螺絲由于經常拆卸受力折斷、末屏無法可靠接地等事故。

防范措施：（1）拆卸螺栓時應做好引線柱的固定工作，防止引線柱跟著轉動。用軟銅線壓線耳后將固定螺母和末屏底座直接連接。（2）改為軟銅線連接后，試驗拆線時應拆與底座金屬相連的那一側，減少拆線時引線柱的受力。（3）復裝接線時，應清潔各部件的接觸面，確保其接觸良好。

當末屏引線柱通過接地帽與接地部位底座金屬相連時（情況3），因為接地帽與固定螺母為銅鋁接觸，運行中易產生電腐蝕，使接觸面接觸不理想，導致接觸不良。

防范措施：（1）復裝接地座、介子、固定螺母時，應確保各接觸面的清潔、無油污雜質。（2）額外增加用軟銅線壓線耳后將固定螺母和接地座連接。當末屏引線柱應用接地蓋時，連接方式分為彈簧片接觸（情況4）和直接接觸（情況5）。對于彈簧片接觸的情況，常見缺陷有當彈簧片彈性減小或變形時和引線柱間接觸不良，易造成末屏接地不良或懸空；運行中潮氣進入，彈簧片銹蝕失去彈性甚至折斷。對于直接接觸的情況，常見缺陷有引線柱長度不夠，未能接觸到接地蓋造成末屏接地不良；密封不良，運行中潮氣進入，末屏引線柱銹蝕。

防范措施：（1）無論檢修維護還是試驗時，需確認彈簧片的彈性、是否存在變形。必要時應測量引線柱長度、彈簧片長度，以及帽蓋的深度，來確定引線柱是否能夠與彈簧片或接地蓋接觸良好。（2）檢查帽蓋的密封膠圈彈性情況，彈性不夠時應進行更換（3）在重新安裝時應清潔各部件，確保無油污雜質，并涂抹密封膠，增強接地蓋的密封。

3.2 內置式接地方式常見缺陷與防范

內置式接地的末屏引線柱在內部通過彈簧式接地套接地。正常運行中，彈簧式接地套受到內部彈簧的壓力，會連接套管內部的金屬法蘭，實現套管末屏保持可靠接地的狀態。在對套管末屏進行試驗和檢查時，首先要向內按壓金屬接地套，使其和套管內側接地金屬法蘭脫離，然后用一根金屬梢插進引線柱孔內，斷開接地法蘭和引線柱的連接，使末屏處于懸空對地絕緣狀態，然后連接測試線和引線柱開始試驗。

內置式接地的常見缺陷有：如果接地套內彈簧片變形、彈力減小時或接地套與引線柱間有卡澀時，接地套不能隨彈簧完全彈出，使接地套與引線之間發生接觸不良等情況，造成末屏不能可靠接地；當運行中潮氣進入，彈簧銹蝕失去彈性，銅套移位，也會使末屏脫離接地。

防范措施：（1）檢修維護時，在拆除密封蓋后，應測量末屏的接地情況。檢查帽蓋密封膠圈的彈性情況，彈性不夠時應進行更換。（2）試驗時拆除密封蓋后，應先測量末屏的接地情況，保證插入銷的清潔。試驗完成，彈出接地套后應復測末屏的接地情況。（3）在重新安裝時應清潔末屏引線柱和接地套等部件，確保無油污雜質，并涂抹密封膠，增強接地蓋的密封。（4）運行單位購置適量的此類末屏備品（采用銅質或鋼制材料），維護或試驗時一旦發現有銹蝕現象，立刻進行更換。

4 建議

通過對我局現有六種套管末屏接地方式的結構功能、優缺點進行綜合分析，結合實際缺陷案例提出的防范措施，為進一步做好同類設備的運行維護，保證設備安全運行，杜絕設備潛在隱患，特提出以下運維建議。

（1）對于彈簧式接地套形式的末屏，在試驗前拆除密封蓋后，應測量末屏接地導通情況；在試驗后，應反復檢查彈簧是否完全彈出，恢復末屏接地后，一定要用萬用表測量套管末屏接地導通是否良好；每次末屏維護或試驗工作完成后，需對末屏進行拍照留底。

（2）進一步加強相關工作人員的培訓， 使工作人員充分了解各種末屏裝置的結構，了解套管的運行維護和試驗操作注意事項，嚴格按照規范操作，避免由于人為因素造成工作過程中對設備末屏的損壞。

（3）工作人員在開展紅外測溫時，應增加對末屏位置的觀測，注意橫向對比，發現有異常發熱現象及時報告。

（4）適量申購各類型末屏備品備件，維護或試驗時發現故障，應進行更換。

（5）管的末屏接地不良是引起套管不正常運行的多發故障，其后果也比較嚴重，建議制造廠對其結構加以改進。

5 總結

對末屏的安裝、檢修、試驗必須嚴格按照相關規范進行，恢復接地時要根據各種方式的特點認真檢查和核對位置，條件允許的可以用萬用表確認，確保可靠接地。

上述的六種末屏接地方式各有優缺點，在保證安裝、檢修、試驗規范到位的前提下，選用每一種方式都是可取的。現場發現的故障和缺陷也多由于工作人員在安裝、檢修、試驗時疏忽造成。綜合考慮各種接地方式的可靠性和事故率，建議套管末屏選用外置式接地方式。

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