大型主變低壓側電容式澆鑄樹脂套管絕緣受潮處理及安裝

楊 欣

（中國電建集團湖北工程有限公司）

1 概述

1.1 HETA型環氧樹脂浸紙電容式套管簡介

HETA型環氧樹脂浸紙電容式套管的主絕緣為環氧樹脂在真空狀態下浸漬以高電氣性能絕緣值纏繞的電容芯子并經固化而成。這種套管具有結構簡湊、體積小、重量輕、無油、免維護、防爆、任意角度安裝等特點，運行過程中無局部放電現象。在大型發電機變壓器組的工程應用中，HETA型環氧樹脂浸紙電容式套管多用于發電機出口離相母線與主變壓器低壓側之間的電氣連接。

產品與離相母線及變壓器的電氣連接如圖所示。

圖 電氣連接

1.2 HETA型環氧樹脂浸紙電容式套管的工程應用

某電廠500kV電壓等級＃4主變壓器低壓側額定電流為24377.7A，額定電壓27.0kV，電氣連接端為發電機出口離相母線。考慮變壓器低壓側額定電流大，該工程主變壓器低壓側絕緣套管選擇使用傳奇電氣（沈陽）有限公司HETA型環氧樹脂浸紙電容式套管。

主變壓器參數，如表1所示。

表1 主變壓器參數

低壓側套管參數，如表2所示。

表2 低壓側套管參數

該主變低壓側套管設置有標準試驗抽頭，用于測量套管主絕緣介損值及電容量，出廠試驗電壓為10kV。根據GB50150電氣設備交接試驗規程要求，針對此型號套管的現場常規試驗項目主要包含：套管主絕緣的絕緣電阻值測量、試驗抽頭絕緣電阻值測量、主絕緣介損及電容量測量。

2 HETA型套管受潮情況及處理經過

2.1 初步判斷受潮的試驗數據

變壓器低壓側套管，出廠包裝為簡易包裝，僅在套管法蘭下部使用密封膜包裹，現場露天存放10個月，其間經歷梅雨季節，拆封時密封膜外部掛水嚴重。

經現場使用丙酮清潔及初步晾曬后，進行了主絕緣介損試驗（正接法），試驗數據如表3所示。

表3 試驗數據

根據GB50150電氣設備交接試驗規程要求，電容型套管的實測電容量與出廠值比較，差值在±5%范圍內；澆鑄樹脂電容式套管介損值 （%）不應大于1.5%。

分析試驗數據，三支套管電容量與出廠值比較符合規程及廠家技術標準要求，但介損值、比較出廠值均偏大，且B相已超出規程限定范圍。考慮到套管體積較小，局部絕緣降低對整體介損值偏高也會有影響，建議清潔試驗小瓷套，排除對套管整體介損值的影響。經過清潔處理后，介損值測量數據保持不變。

根據試驗數據及外觀檢查，此批次套管，沒有機械損傷，外觀良好，標準試驗抽頭未受損和污染，初步判斷其主絕緣未受到破壞，但由于露天存放時間過長，法蘭以下浸入變壓器部分的環氧樹脂澆鑄體及密封墊圈受潮。

此電容式套管介損試驗數據超標，導致變壓器低壓側附件吊裝工作延期。

2.2 初步干燥處理后試驗數據

根據初步判斷結論，現場使用熱風機對套管法蘭下部環氧樹脂包裹部分和密封墊圈進行熱風吹干處理，并在處理后轉入干燥環境存放，利用環境空氣濕度相對較低對套管進行自然干燥。

經過7天自然干燥后，再次進行預裝前套管的主絕緣介損試驗（正接法），試驗數據如表4所示。

表4 試驗數據

試驗數據分析，電容量未發生明顯變化，介損值均有所下降，但仍超出廠家值較高。經過自然干燥，絕緣受潮有恢復的跡象，B相介損值已恢復到規程最低安裝要求，其他數據未反映主絕緣降低。

因現場受條件限制，且套管體積過大，無適合的烘箱進行干燥處理。考慮將低壓套管電容量符合規程規定，僅介損超標，故安排將其安裝至變壓器本體后，通過變壓器真空注油、整體熱油循環，進行套管的干燥處理。

2.3 變壓器注油后熱油循環與本體、套管的排氣處理

在套管安裝至本體后，立即進行真空注油，并經過熱油循環處理且靜置24h后，通過低壓側電容式套管的試驗抽頭位置對套管主絕緣進行介損試驗（正接法），試驗數據如表5所示。

表5 試驗數據

分析試驗數據，電容量符合產品標準值，但介損值依舊超出預想，達到幾倍于出廠數據，且A、C兩相較安裝前數據偏大。實際情況是套管法蘭下部已浸入變壓器油中，套管介損的試驗條件較安裝前的要好，不應有受潮情況。考慮安裝過程以及熱油循環過程中聚集在變壓器內以及套管底部的氣體，對試驗數據的影響，在對套管進行排氣后，再進行主絕緣介損試驗，試驗數據（正接法）如表6所示。

表6 試驗數據

測試數據達到交接試驗規程要求，可以進行交接試驗規程中的其他絕緣試驗，例如感應耐壓及局放測試等。

2.4 低壓側套管受潮處理完成后其他常規絕緣試驗情況

（1）繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比、極化指數的試驗數據（見表7）

表7 試驗數據

測試結論：換算至出廠值無明顯變化，符合GB50150要求。

（2）繞組連同套管的介質損耗因數與電容量測試（見表8）

表8 試驗數據

測試結論：經換算，換算至出廠值無明顯變化，符合GB50150要求。

（3）額定電壓下沖擊合閘試驗

經過高壓側額定電壓5次沖擊合閘試驗后，變壓器運行無異常響聲，勵磁涌流及其衰減時間正常，低壓側套管無異常現象。后經發變組、單元機組168h試運行后，變壓器安全穩定投入運行。

（4）絕緣油的試驗及檢測

1）油中水分含量：經取樣送檢后，上層油面、底層油箱的油樣均＜10mg／L。

2）色譜分析：在熱油循環結束靜置后、耐壓局放試驗后、額定電壓沖擊合閘后，絕緣油色譜分析送檢均無異常，油中未見乙炔、總烴含量未超標。

3 HETA型套管受潮處理結論

經過丙酮擦拭、吹風機風干、自然干燥、熱油循環干燥、排氣等一系列措施，以及多次的主絕緣介損測試試驗，最終得到HETA型套管受潮處理結論：

1）經過處理HETA型套管的主絕緣介損試驗數據滿足規程及廠家技術要求。

2）熱油循環對環氧樹脂浸紙電容式套管受潮后的干燥有積極的作用。

3）環氧樹脂浸紙電容式套管的主絕緣介損試驗，應在底部充油的條件下進行，底部暴露于空氣中時，應考慮環境濕度對數據的影響。

4）建議對此類型電容式充油套管進行試驗時，模擬安裝完成的環境進行相關介質損耗測試。有條件的情況下，可制作臨時升高座，垂直安裝后注油進行介質損耗測試。

4 同類型工程安裝及試驗建議

4.1 供貨方式及到貨后的保存與防潮

建議體積較小的環氧樹脂浸紙電容式套管，出廠時盡量保證帶油工作部位浸入變壓器油中運輸，可采取加裝底座的方法。現場的保管環境盡量保持在環境干燥、溫度恒定的室內。

4.2 套管受潮程度分析建議

根據工程的實際經驗，對于體積較小的環氧樹脂浸紙電容式套管絕緣情況的判斷標準，可以主要考慮電容量、介損值作為參考。介損值若超出廠家值部分應綜合判斷考慮，在滿足規程要求范圍內可以先予以安裝。經試驗分析及綜合判斷后，套管在受潮不嚴重的情況下，可以與變壓器本體一同進行抽真空、熱油循環進行干燥處理。

5 結束語

以上是變壓器安裝過程中遇到的實際技術問題，希望起到拋磚引玉的作用，使今后同類型工程應用更安全、可靠、經濟。