油紙電容式變壓器套管檢修

李建明，韓維峰，白星明

(陽城國際發電有限責任公司，山西 晉城 048102)

0 引言

油紙電容式變壓器套管主要用于72.5 kV及以上電力變壓器中，作為引入或引出變壓器各側電流的載流導體并對變壓器油箱外殼起絕緣作用。因其電壓分布均勻、機械強度高、體積小、重量輕、密封好的特點，廣泛應用在變壓器類電力設備中。但近年來，由于在其檢修維護工作中對某些問題沒有引起足夠重視，套管故障時有發生，有時甚至引發變壓器火災事故。下面就油紙電容式變壓器套管檢修維護中易忽視的幾個問題加以分析。

1 油紙電容式變壓器套管的基本結構

1.1 常見結構

外部構造包括：接線板、引線接頭、防雨罩、油表、油塞、油枕、上瓷套、末屏、吊環、取油閥、銘牌、放氣塞、連接套管、下瓷套、均壓球等。內部構造包括：以油浸漬的電纜紙和鋁箔均壓電極組成的多層圓柱形電容芯子作為主絕緣，瓷件作為外絕緣及變壓器油的容器。套管為全密封結構，其內部的變壓器油為獨立系統，不受大氣影響。套管頭部的油枕用來調節因溫度變化而引起的油體積變化，使套管內部免受大的壓力。油枕上的油表供運行時監視油面。

1.2 套管末屏接地方式

套管末屏就是最外面一層的電容屏，在最外層電容屏上卷入一層銅帶，將引出線或桿的一端通過壓接或焊接方式與銅帶連接，另一端穿過小瓷套引出的結構稱為接地端子。接地端子主要用來測量套管的介損和電容量及變壓器局部放電試驗用，正常運行中應可靠接地。

接地端子的接地方式大體上分為外置式、內置式和常接地式3種。外置式是引線柱外部通過接地金屬連片或接地金屬軟線、接地金屬連接裝置等與接地部位底座金屬相連。內置式是引線柱外加罩金屬接地蓋或接地帽，引線柱和接地蓋相連，接地蓋直接接地。接地蓋和引線柱連接方式主要分為彈簧片連接和直接接觸連接。常接地式是引線柱外套有一個連接有彈簧裝置的金屬套，金屬套與引線柱緊密接觸。運行時金屬接地套受內部彈簧的壓力與套管內側接地金屬法蘭相連，實現可靠接地。

2 檢修維護中易忽視的問題及應對措施

2.1 套管的電氣預防性試驗工作

2.1.1 對套管絕緣油的油色譜分析工作不重視

(1) 電力企業有些設備管理人員或運維人員認為：高壓套管內部容易形成負壓，不好取油樣而且套管內部油量較少，因此在實際工作中基本不安排此項工作。

(2) 對油色譜的檢測周期掌握不好，許多單位依據DL/T 596—1996《電力設備預防性試驗規程》規定執行，周期為“投運前、大修后、必要時”，上套管油色譜分析往往一次都沒有做過，由于不能及時掌握設備的健康狀況，為設備運行埋下隱患，最終導致了故障的發生。

結合運行中油紙電容式套管絕緣故障頻發的實際以及由于其復雜的絕緣結構，定期對變壓器套管絕緣油做油色譜分析是很有必要的。要嚴格按照DL/T 596—1996《電力設備預防性試驗規程》規定的“投運前、大修后、必要時”周期標準進行，尤其在投運前的套管油色譜原始記錄對套管的壽命或運行狀況分析非常重要。甚至某些電力集團除規定“投運前、大修后、必要時”外，增加了“110 kV及以上套管6～10年”檢測1次的要求。

因此建議對在運的未進行過套管油色譜檢測的套管，應利用停電機會取樣分析。當色譜結果存在異常時，應查明原因，及時處理。特別是某些有家族性缺陷的油紙電容型高壓套管，更要縮短檢測周期，異常時予以停電更換。

由于各個廠家的套管取樣結構差異較大，取樣部位、取樣方法各不相同，許多產品還需要專門取樣工具，有時需要廠家技術服務人員到現場進行技術服務或指導。無論怎樣，我們都應該對套管油色譜進行分析，掌握設備底數。

取油樣工作結束后，必須更換取樣口密封圈，密封圈必須放正且防止力矩過大損壞。某變電站變壓器套管發生過因套管取樣操作不當，運行半年后雨水逐漸進入套管或變壓器內部導致故障的情況。

2.1.2 測試數據缺乏技術分析

要充分利用變壓器停電機會，定期對套管進行介質損耗因數和電容量的測試，測試結果要與歷史數據對比，從微小變化中發現問題。測試數據出現異常后，要仔細分析和查找原因，并采取定期跟蹤試驗等措施，問題嚴重的套管要及時處理。表1是在套管介質損耗和電容量預試方面，DL/T 596—1996《電力設備預防性試驗規程》中對套管的通用要求與南方電網有限責任公司對于某些具有家族性缺陷的套管產品的特殊要求之間的差異比較。

表1 套管預試規程通用要求與特殊要求差異比較

因此我們在工作中，除按照《DL/T 596—1996電力設備預防性試驗規程》規定的試驗標準對油紙電容式套管開展定期絕緣監督工作外，特別是對于某些具有家族性缺陷的套管產品，更要縮短檢測周期，加強劣化分析及運行中的巡視檢查。測試數據異常或有條件時予以停電更換。

2.2 套管末屏引線及其接地狀況的檢查與驗收

容易出現的問題有：末屏引線焊接不良、脫焊；末屏引線接地端螺母松動、脫落；末屏引線太短，受拉力和接地螺母的剪切力及拆、接末屏外接地線時被拉斷；運行前末屏未接地。

套管因內部末屏引線斷開可造成套管絕緣擊穿，瓷套爆碎，變壓器著火。

檢修試驗中因末屏引線反復拆接，小瓷套芯子的外螺母松動，造成芯子轉動，致使擰斷小瓷套內側末屏引線或使內側螺母松脫，從而造成末屏引線接地不良或失去接地，運行中造成套管電容屏絕緣擊穿。

針對以上問題，采取以下應對措施。

(1) 加強套管末屏接地檢測、檢修和運行維護，每次拆、接末屏后應檢查末屏接地狀況，在變壓器投運時和運行中開展套管末屏的紅外檢測。

(2) 對結構不合理的套管末屏接地端子應進行改造。

(3) 試驗人員拆接末屏小瓷套引線時，應防止導桿轉動或擰斷接地端引線，試驗后應恢復原狀。

(4) 對于外置式、常接地式末屏接地結構，試驗結束后可用萬用表來測量末屏是否接地或接地是否良好。

(5) 建議將套管末屏接地的導通測試列為套管試驗的最后一個項目，強制執行。

2.3 套管頂部密封失效

套管頂部的密封可分為套管本身的密封和穿纜引線的密封。現在大多數套管儲油柜頂部裝有彈性波紋板，它與壓緊彈簧共同對套管油溫度變化起調節作用。在組裝彈性波紋板時，導管上的正、反壓緊螺母之間的密封環與儲油柜上的密封墊一定要配合妥當，防止波紋板拉裂引起的密封失效。套管引線是穿纜式結構時，如果頂部接線板、導電頭之間密封不嚴密，雨水會沿套管頂部接線板、導電頭及穿纜滲入套管升壓座或變壓器引出線處，因受潮導致絕緣擊穿。

針對以上問題，采取以下應對措施。

(1) 加強設備監造及現場套管安裝檢修時質量控制措施，尤其注意組裝彈性波紋板時各密封環、密封墊的尺寸、間隙配合問題。

(2) 針對套管頭部密封不嚴進水問題，一是要結合停電檢修，對變壓器套管上部注油孔的密封狀況進行檢查，發現異常時及時處理；二是加強對變壓器套管試驗數據的分析，數據異常時要引起足夠重視。

(3) 對于某類有家族性缺陷的產品，退出運行前，要測試套管端部與導電桿的等電位連接，檢查電纜接線柱上的橡膠墊圈、蝶形彈簧、注放油塞的密封狀況，防止套管頂部密封失效。

2.4 其他建議

紅外成像檢測是日常巡檢中發現運行中套管早期缺陷的有效手段。通過定期對其進行紅外成像并分析，可以發現諸如套管接線頭、套管末屏或本體過熱以及套管缺油等缺陷，預防事故的發生。

套管巡視中應注意檢查并記錄油位情況，當確認套管滲漏油時，應立即處理，防止內部受潮損壞。

隨著油紙電容式套管在線檢測技術的發展，條件成熟時可以加裝變壓器套管在線監測裝置，運行中提前發現設備缺陷或隱患。

3 結束語

油紙電容式套管是電力變壓器的重要附件之一，在日常檢修維護工作中，對油紙電容式套管進行科學合理的檢修、維護尤為重要。只有這樣才能全面提升設備的安全可靠性，減少故障的發生。