高壓穿墻套管帶電檢測診斷及應(yīng)對措施

靳康怡 趙苗

摘要：變壓器低壓側(cè)穿墻套管是連通戶外和室內(nèi)設(shè)備的重要絕緣設(shè)備，且室內(nèi)部分多在母線橋柜內(nèi)，屬于日常運(yùn)行維護(hù)和帶電檢測的盲點(diǎn)。本文運(yùn)用紅外測溫和超聲波局部放電兩種帶電檢測手段發(fā)現(xiàn)兩起穿墻套管異常，經(jīng)分析確定主要原因是穿墻套管密封不良，長期運(yùn)行后內(nèi)部受潮引發(fā)異常放電所致，并為此定制出全密封型圓銅棒瓷質(zhì)穿墻套管，有效解決穿墻套管易受潮氣入侵的問題。

關(guān)鍵詞：高壓穿墻套管;帶電檢測

1 帶電檢測

1.1 超聲波局部放電檢測

檢查發(fā)現(xiàn)穿墻套管戶外部分銅排與法蘭間存在縫隙，且有銅綠自內(nèi)向外延伸。戶內(nèi)部分穿墻套管附近柜內(nèi)壁及支柱絕緣子表面有細(xì)小水珠，母線過橋柜內(nèi)接線板處附著銅綠。

停電后將導(dǎo)流板拆出，發(fā)現(xiàn)三相穿墻套管內(nèi)部導(dǎo)流板未進(jìn)行倒角、鈍化處理，表面整體附著銅綠。導(dǎo)流板觸感濕潤，其上有放電點(diǎn)，局部有腐蝕物因水汽蒸發(fā)后留下的白色痕跡，穿墻套管密封墊老化、斷裂，穿墻套管內(nèi)壁底部有輕微濕潤感。同時(shí)發(fā)現(xiàn)套管內(nèi)壁半導(dǎo)電釉噴涂極不均勻，僅通過內(nèi)側(cè)的套管法蘭圓板實(shí)現(xiàn)均壓，密封膠圈加裝在套管金屬法蘭部位，等電位作用差，接觸不可靠，從而導(dǎo)致套管內(nèi)部電場分布不均勻，靠近固定法蘭部位的套管中部內(nèi)壁處，電場強(qiáng)度最大，銅排側(cè)邊未進(jìn)行倒角的尖端部位長期存在局部放電，加之套管密封不良、內(nèi)部受潮，形成放電通道轟擊內(nèi)壁，造成放電黑斑。

綜上，穿墻套管導(dǎo)流板與法蘭之間存在縫隙，戶外潮氣通過縫隙進(jìn)入套管內(nèi)部，同時(shí)沿導(dǎo)流排擴(kuò)散至母線橋柜，導(dǎo)致套管內(nèi)部和母線橋柜受潮，導(dǎo)流排長期運(yùn)行后密封墊老化、斷裂，套管內(nèi)部場強(qiáng)未能得到有效均壓，引發(fā)導(dǎo)流排對套管的持續(xù)性放電。

1.2 紅外測溫

該站主變壓器B相穿墻套管靠墻一側(cè)局部發(fā)熱（局放檢測結(jié)果無異常），紅外測溫結(jié)果顯示B相最高溫度14.9 ℃，其他相最高溫度12.8 ℃，最大溫差2.1 K，根據(jù)DL/T664—2016《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》屬電壓致熱型緊急缺陷。

停電后將導(dǎo)流排從穿墻套管中拆出，B相導(dǎo)流排與套管內(nèi)壁半導(dǎo)體釉之間的等電位接觸彈片松脫，失去可靠等電位連接，但導(dǎo)流排整體干燥，A、C相穿墻套管內(nèi)部導(dǎo)流排表面整體附著銅綠，局部有腐蝕物因水汽蒸發(fā)后留下的白色痕跡。

穿墻套管紅外異常發(fā)熱部位與彈片松脫位置一致，這是因?yàn)樗擅摰慕佑|彈片不能有效均衡母排對套管的電壓，且尖角部位電場相對集中，濕氣進(jìn)入密封不嚴(yán)的套管，提供了對套管內(nèi)壁的放電通道，同時(shí)造成B相套管內(nèi)部整體溫度偏高，起到了干燥效果，因此內(nèi)部導(dǎo)流整體光潔、干燥，僅戶外部分縫隙處有極少量銅綠。

2 解決方法

套管密封不嚴(yán)、密封墊圈老化斷裂是穿墻套管內(nèi)部受潮的直接原因，也是帶電檢測結(jié)果異常的主要原因，對此從載流導(dǎo)體選型、導(dǎo)體連接設(shè)計(jì)和套管性能要求三方面設(shè)計(jì)出全密封型圓銅棒瓷質(zhì)穿墻套管，同時(shí)結(jié)合日常紅外測溫和超聲波局放檢測對平時(shí)巡視的主變壓器低壓側(cè)穿墻套管和母線橋柜盲點(diǎn)加強(qiáng)檢測，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)主變壓器低壓側(cè)的潛在差動(dòng)隱患。

2.1 帶電檢測

對日常巡檢的盲點(diǎn)（主變壓器低壓側(cè)穿墻套管和母線橋柜等）加強(qiáng)帶電檢測，結(jié)合紅外精準(zhǔn)測溫和超聲波局放檢測結(jié)果，及時(shí)對存在異常隱患的設(shè)備進(jìn)行跟蹤復(fù)測，確認(rèn)設(shè)備缺陷后及時(shí)進(jìn)行消缺，以便降低主變壓器差動(dòng)范圍內(nèi)隱患跳閘故障率。

2.2 載流導(dǎo)體選型

按照原套管2 000 A額定電流要求，參考導(dǎo)體尺寸-載流量，考慮到空心銅棒尺寸較大，選用Φ40的圓銅棒可滿足現(xiàn)場需求。且圓銅結(jié)構(gòu)導(dǎo)體曲率半徑大，相比矩形導(dǎo)體電場分布更加均勻。

2.3 導(dǎo)體連接設(shè)計(jì)

銅棒端部同步參考變壓器套管抱箍線夾的結(jié)構(gòu)，銅棒與母排連接采用變壓器套管抱箍線夾，T2銅材質(zhì)保證導(dǎo)電率、防止抱箍部位脆性開裂，表面塘錫。

2.4 套管性能要求

參考《國家電網(wǎng)有限公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）編制說明》對24 kV以上電壓等級開關(guān)柜穿屏套管應(yīng)采用雙屏蔽結(jié)構(gòu)要求，新設(shè)計(jì)的穿墻套管的瓷套內(nèi)部均勻噴涂半導(dǎo)電釉材質(zhì)進(jìn)行均壓屏蔽，且將套管法蘭中間部位向兩端延伸部分進(jìn)行熱噴鍍鋁粉進(jìn)行均壓屏蔽。導(dǎo)流部分采用銅棒，圓棒型導(dǎo)流棒與套管端部為絲扣結(jié)構(gòu)緊密接觸，且端部為全密封結(jié)構(gòu)，大大降低了套管導(dǎo)流部分與端部存在縫隙的隱患，有更加優(yōu)良的密封性能，能夠有效防止潮氣入侵穿墻套管及母線橋柜，同時(shí)安裝時(shí)要求穿墻套管戶外端略低于室內(nèi)端，防止長期運(yùn)行后潮氣滲入。

綜上，選擇圓銅棒作為導(dǎo)流體，銅棒與母排連接采用變壓器套管抱箍線夾結(jié)構(gòu)，內(nèi)部用雙屏蔽結(jié)構(gòu)確保導(dǎo)電排接觸彈片與均壓屏蔽層接觸良好，設(shè)計(jì)出全密封型圓銅棒瓷質(zhì)穿墻套管。對穿墻套管處進(jìn)行紅外復(fù)測、超聲波局放等帶電檢測，檢測結(jié)果顯示無異常，充分驗(yàn)證了采用全密封型圓銅棒瓷質(zhì)穿墻套管對于有效解決潮氣入侵穿墻套管異常放電的可行性。

3 結(jié)語

1）本文通過紅外測溫和超聲波局放檢測兩種帶電檢測手段發(fā)現(xiàn)了變壓器低壓側(cè)穿墻套管運(yùn)行中存在的重大隱患，避免了主變壓器跳閘事故，驗(yàn)證了帶電檢測手段應(yīng)用于穿墻套管隱患檢測的有效性。

2）高壓室內(nèi)穿墻套管和母線橋柜運(yùn)行狀況一直是設(shè)備管理的盲點(diǎn)，各類規(guī)程規(guī)范并未對母線橋柜局放帶電檢測作出明確規(guī)定，本文應(yīng)用超聲波局放和暫態(tài)地電壓對其進(jìn)行帶電檢測并發(fā)現(xiàn)異常，證明了對高壓室內(nèi)母線橋柜開展帶電檢測的必要性。

3）為解決穿墻套管密封不良，長期運(yùn)行后內(nèi)部受潮引發(fā)異常放電，定制出全密封型圓銅棒瓷質(zhì)穿墻套管，有效解決套穿墻套管易受潮氣入侵等問題。

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