1000 kV電抗器絕緣油含氣量異常分析及處理

張銘輝

（國網福建省電力有限公司檢修分公司，福建 福州 350013）

電力系統的安全運行對國民經濟有著極其重要的意義，變壓器是影響電網安全、穩定運行的重要因素之一，變壓器油含氣量的大小將直接影響變壓器的絕緣性能，對含氣量進行有效測定和可靠評價就顯得尤為重要[1]。GB/T 50832—2013《1000 kV 系統電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》以及國家電網公司企業標準Q/GDW 310—2009《1000 kV電氣安裝工程電氣設備交接試驗規程》規定：1000 kV充油電氣設備中絕緣油含氣量小于等于0.8%，GB/Z 24846—2009《1000 kV 交流電氣設備預防性試驗規程》規定運行設備絕緣油中含氣量小于等于3%。含氣量超標對運行設備來講，存在很大的安全隱患，須要立即查找原因及時處理。

1 變壓器油

變壓器油是變壓器的重要組成部分，它具有絕緣性能良好、理化性能穩定的特點，在變壓器中起到絕緣和冷卻作用。油中含氣量是指以分子狀態溶解在油中的氣體所占油體積的百分含量，一般情況下，溶解的氣體主要是指空氣，氣體在油中若以氣泡形式存在時，就會帶來很大的危害。

含氣量超標會降低絕緣強度。氣體在油中的溶解度具有飽和值，在一定情況下油中會析出氣泡，氣泡上浮時，經過高電場區域，可能引起局部放電，氣泡的局部放電又會使油和紙絕緣分解出氣體，產生新的氣泡或使原有的氣泡擴大，擴大的氣泡經過高電場區時，又會再次放電，甚至閃絡，使變壓器的絕緣強度下降。

加速絕緣老化。絕緣油在高溫作用下，再接觸空氣中的氧氣，會使油發生老化，老化的結果除生成水之外，還會生成油泥和酸，油泥附在繞組及鐵芯表面，會嚴重影響變壓器的冷卻效果。

引起瓦斯動作。變壓器器身中的氣體上浮通過連接管道匯聚在瓦斯內部，當氣體較多時會引起瓦斯報警，嚴重情況下還引發瓦斯動作，主變跳閘的事故。

2 案例分析

2.1 設備狀況

某變電站電抗器為三相分體結構，于2015年投運，油枕為膠囊結構，絕緣油為新疆克拉瑪依25號變壓器油。2015年12月，該電抗器C相在運行中發現絕緣油含氣量達到4.21%，超過規定值3%，立即停電檢查并進行脫氣處理。變壓器油色譜分析正常而含氣量檢測超標，且設備投運時間短，交接試驗數據正常，初步分析含氣量超標是由于變壓器本體密封問題所致。

2.2 設備檢漏及原因分析

密封問題導致含氣量超標，而未發現絕緣油滲漏，則進氣點往往位于器身上端的油枕以及套管處。打開高抗集氣盒，將瓦斯內部氣體排凈，關閉油枕到本體油管道閥門，使油枕與本體徹底隔離，開始檢漏。

油枕部分。確認油枕上端旁通閥（平衡閥）已關緊，拆除油枕呼吸器，在呼吸口充氮氣并打開油枕頂部兩個排氣口排氣，1 min左右出油，之后對油枕充氣0.031 MPa壓力，用肥皂水對油枕表面焊縫、側面法蘭焊縫等部位進行檢漏，未發現明顯漏點，如圖1 所示。

圖1 焊縫檢查

1 h后，油枕壓力值從0.031 MPa降至0.029 MPa，打開油枕頂部兩個排氣口排氣，發現有較多氣體，懷疑油枕旁通閥滲漏。拆下旁通閥對其充氣檢漏，當充氣壓力到0.01 MPa 時發現漏氣（如圖2 所示）。正常運行時，旁通閥關閉，本體與膠囊內氣體隔離，膠囊則通過呼吸器與外界相聯系進行呼吸作用，旁通閥滲漏導致本體與外界氣體直接接觸，這是含氣量超標的一個重要原因。

圖2 旁通閥滲漏

更換旁通閥，再對油枕充壓至0.031 MPa，排氣，靜置。靜置后壓力表不再降低，但再次打開頂部排氣口，仍有較多氣體，反復靜置、排氣后氣體始終無法排凈。檢查膠囊頂部與油枕連接部位的法蘭面，發現墊圈無跑位，密封情況良好，初步判斷懷疑膠囊可能有破損，導致膠囊內氣體進入油枕內，使氣體無法排凈。將膠囊拆除，充氣后進行檢漏、密封性試驗，試驗結果合格，并無漏點。但發現膠囊的尺寸明顯大于油枕，更換新的配套小尺寸膠囊后，排氣、靜置后再無氣體排出。膠囊尺寸大于油枕，膠囊在油枕內部處于褶皺狀態，膠囊無法撐開，在安裝過程中帶入的氣體，無法徹底排出，才會出現壓力值不變，而氣體始終無法徹底排凈的怪異現象。

套管部分。檢查套管頂部接線頭，接頭為軟連接結構，套管頂部不存在肉眼可分辨的由于應力作用而導致的開裂缺陷（如圖3所示）。套管的檢漏可分為正壓、與負壓檢漏。打開油枕到本體油管道閥門，壓力釋放閥安裝防誤動固定條，從油枕呼吸口對膠囊充氣實現電抗器的整體加壓，壓力值為0.03 MPa，用肥皂水對套管頂部檢漏未發現缺陷。

圖3 套管頂部接線頭無硬力作用

正壓檢漏結束后，進行負壓試驗，對油枕膠囊抽真空，在套管頂部用套管同類型合格變壓器油進行負壓檢漏（如圖4所示），未發現異常。檢漏完畢對變壓器整體進行脫氣處理后，設備含氣量降低，試驗合格。

圖4 用變壓器油對套管頂部進行檢漏

3 含氣量超標處理方案

在設備交接、例行試驗中須要取油樣進行含氣量測量，若含氣量超標，則兩者原因往往不同，可以根據以圖5所示措施進行處理。

圖5 含氣量超標處理流程圖

即交接試驗測得結果不合格，則考慮設備安裝過程中，氣體未排凈，反復靜置、排氣。在例行試驗中測得不合格，則從油枕、套管入手，重點檢查油枕旁通閥是否關緊，膠囊是否滲漏，膠囊安裝法蘭面是否平整，對套管進行正壓以及負壓檢漏。

檢查處理結束后，采用真空注油、熱油循環進行脫氣處理。處理步驟如下：

將變壓器油注入油罐，對設備進行抽真空，真空度能夠保持，設備密封良好，無漏點。

對設備進行注油，注油的同時繼續抽真空，將氣體，水分完全抽出。

對設備進行熱油循環，徹底脫氣。

在處理過程，多次取油樣進行分析，檢查處理結果。

4 結束語

變壓器（電抗器）運行中無滲漏，并不代表設備密封良好，設備含氣量超標也是屢見不鮮。含氣量超標缺陷也主要集中在油枕部分，既有常見的旁通閥未關緊、滲漏，膠囊破裂等原因，也有本文中所述的膠囊尺寸不合適，導致氣體始終無法排凈的因素，究其原因主要是由于變壓器生產廠家一般外購油枕，且未對油枕進行徹底的檢查、試驗，設備質量無法保證，油枕隨變壓器一同運達安裝，驗收人員無法解體檢查，設備驗收把關不嚴，導致含氣量超標問題時有出現。