變壓器類充油套管油位表缺陷的原因分析及處理方案

高青云

（內(nèi)蒙古超高壓供電局，內(nèi)蒙古呼和浩特010080）

0 引言

變壓器套管是變壓器重要的組成配件，是變壓器的載流元件之一，是將變壓器內(nèi)部高、低壓引線引到油箱外部的絕緣套管，其不但作為引線對地絕緣，同時還起到固定引線的作用。因此，變壓器套管必須具有一定的電氣強(qiáng)度、足夠的機(jī)械強(qiáng)度、良好的熱穩(wěn)定性。如果變壓器套管密封不嚴(yán)而造成漏油事故，那么套管內(nèi)電容屏間油介質(zhì)就會減少，這不僅會導(dǎo)致電容燒壞，還有可能導(dǎo)致主變壓器壓力釋放閥動作，嚴(yán)重時會發(fā)熱燒壞變壓器，甚至發(fā)生爆炸。變壓器是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，應(yīng)從各方面確保其能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行，否則將會危及電力系統(tǒng)安全。

1 缺陷情況

2013年2月18日，某500 kV變電站運(yùn)行值班人員在日常巡視中發(fā)現(xiàn)，500 kV某線路高壓并聯(lián)電抗器A、C相中性點(diǎn)套管油位視窗玻璃破損，但外部固定玻璃的金屬法蘭件仍然完好。電抗器型號為BKD-50000/500，故障套管型號為BRDLW1-126/630-4，于2006年9月15日出廠，2007年2月8日投入運(yùn)行。

2013年3月8日，某500 kV變電站運(yùn)行值班人員在日常巡視中發(fā)現(xiàn)，3號主變壓器B相低壓側(cè)東、西兩側(cè)套管油位視窗滲油，看不見油位，同時伴有油滴滴落現(xiàn)象，頻率大約為1滴/min；C相低壓側(cè)東側(cè)套管油位視窗滲油，看不見油位，未見油滴滴落。主變壓器型號為ODFPSZ-250000/500，故障套管型號為BRDLW-40.5/4000-4，于2007年9月15日出廠，2008年5月28日投入運(yùn)行。

2 缺陷原因

運(yùn)行值班人員利用遠(yuǎn)紅外測溫儀對發(fā)現(xiàn)缺陷的套管進(jìn)行檢測，未發(fā)現(xiàn)異常。用高倍數(shù)碼相機(jī)對破損的油位視窗拍攝影像圖片和視頻，通過對圖像資料的分析，可以從視窗表面上發(fā)現(xiàn)，500 kV某線路高壓并聯(lián)電抗器A、C相中性點(diǎn)套管油位視窗外層玻璃破裂，內(nèi)側(cè)玻璃已有很淺的裂紋，并且出現(xiàn)玻璃一層一層剝落的現(xiàn)象，外部固定玻璃的金屬法蘭件完好，沒有滲漏油現(xiàn)象，如圖1所示。3號主變壓器B、C相低壓側(cè)套管油位視窗外層玻璃有裂紋，而且固定玻璃的金屬法蘭件沿著螺孔外邊緣斷開，有滲漏油痕跡，油位正常，如圖2所示。這么厚的玻璃破損應(yīng)該不是人為的外力破壞造成的。

圖1 油位表玻璃破裂、金屬法蘭件完好

圖2 油位表玻璃破裂、金屬法蘭件斷裂

檢修人員將設(shè)備停電后，對更換下來的油位表進(jìn)一步檢查后發(fā)現(xiàn)，組成油位表的玻璃與金屬法蘭是通過高溫方法燒結(jié)而成，兩者是一個整體，觀察油位視窗的玻璃嵌入金屬法蘭內(nèi)部，中間沒有任何縫隙。上述兩起缺陷發(fā)生在2月和3月，正是北方地區(qū)冬季和春季交替的時間節(jié)點(diǎn)，白天和夜間的溫差相對較大，而兩者材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)也相差較大，在外界溫度大范圍變化時，玻璃和法蘭螺孔處由于熱脹冷縮受到較大應(yīng)力而破損、斷裂。但法蘭螺孔處斷裂不是短時間內(nèi)就能造成的，而是經(jīng)過多次反復(fù)的應(yīng)力作用導(dǎo)致法蘭螺孔處材質(zhì)機(jī)械疲勞強(qiáng)度積累，在未達(dá)到疲勞極限之前尚能完好無損，一旦達(dá)到疲勞極限馬上失去韌性發(fā)生斷裂。

3 處理方案

通過上述分析，為避免類似問題再次出現(xiàn)，檢修人員決定改變以前油位視窗玻璃與金屬法蘭的連接方式，將原燒結(jié)而成的油位視窗玻璃改為玻璃與金屬法蘭分離，通過膠圈實(shí)現(xiàn)密封，同時利用膠圈的彈性還可以實(shí)現(xiàn)必要的緩沖。對玻璃進(jìn)行嚴(yán)格的機(jī)械性能、溫度循環(huán)試驗(yàn)等測試，保證其滿足我國北方地區(qū)冬季環(huán)境溫度變化大的使用要求。改進(jìn)后的套管油位表如圖3所示。

后期還需要加強(qiáng)對更換后套管油位視窗的巡視檢查，針對后視窗的膠圈在室外長時間運(yùn)行，會出現(xiàn)老化、彈性失效、進(jìn)入雜質(zhì)等情況，進(jìn)而出現(xiàn)套管滲漏油現(xiàn)象，要及時采取措施進(jìn)行處理，不斷改進(jìn)解決方案。在后期的設(shè)備采購時，要求設(shè)備生產(chǎn)廠家采用新技術(shù)和新的設(shè)計(jì)方法改進(jìn)施工工藝，避免此類缺陷。

4 充油套管油位表更換步驟

圖3 改進(jìn)后的套管油位表

（1）打開套管安裝法蘭處的取油閥和頭部油枕處油塞，放油至下部玻璃油表底沿以下，裝好取油閥（注意用干凈的器皿盛放放出的變壓器油）。（2）卸下油表處的4個螺絲、墊片及玻璃油表，快速更換新玻璃油表。安裝時將膠圈和墊片上的雜質(zhì)去除干凈，安裝螺絲時要保證4個螺絲受力均勻，不能過緊或過松，以保證密封良好。（3）從套管頭部油枕油塞處注入合格的變壓器油，25號油和套管內(nèi)的變壓器油可以混合使用。為了確認(rèn)套管是否受潮，對套管取油樣做微水試驗(yàn)和10 kV介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量測量，要求微水值不大于20×10-6，介質(zhì)損耗因數(shù)不大于0.7%，電容量符合銘牌參數(shù)。（4）所有檢查和測試數(shù)據(jù)正常后，對設(shè)備送電，并對帶電設(shè)備進(jìn)行紅外測溫，記錄油位數(shù)值，留存影像資料，便于后期對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。

5 結(jié)語

對于一些特殊地區(qū)，如我國北方高海拔、高寒地區(qū)，在電抗器、變壓器等充油設(shè)備投運(yùn)后，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)人員要嚴(yán)格按照設(shè)備巡視標(biāo)準(zhǔn)仔細(xì)檢查相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行情況，遇到雨雪冰凍和氣溫驟變等惡劣天氣，應(yīng)加強(qiáng)對此類設(shè)備的巡視，尤其是對于附屬設(shè)備的巡視。發(fā)現(xiàn)缺陷及隱患時，可以采用紅外測溫、高倍變焦數(shù)碼相機(jī)拍照等帶電測試手段判斷設(shè)備運(yùn)行情況，同時在設(shè)備例行停電檢修的過程中，加強(qiáng)對設(shè)備滲漏油處的檢查，發(fā)現(xiàn)問題后及時采取針對性措施，做到早發(fā)現(xiàn)早處理，將事故控制在萌芽狀態(tài)。運(yùn)行維護(hù)人員還應(yīng)制定相應(yīng)的防范措施，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，避免造成設(shè)備損壞和停電的嚴(yán)重后果。