《110kV及以上变压器油浸式电容型套管常见故障分析》5200字docx

  通过知网的技术信息中心文献检索，对110KV及以上变压器套管的典型故障与故障案例进行了分析与整理。通过对常见的套管缺陷及其失效类型的总结，详细分析了其结构和失效情况，重点分析了很多问题的失效原因，并给出了预防的方法和建议，为今后的检修决策和分析工作打下了良好的基础。

  变压器是用于调节电压和电流的功率器件。变压器是电力系统中的重要组成部分，它不仅要求设备数量庞大，而且要求性能优良，操作安全。变压器由铁心，绕组，绝缘体，油箱，套管等组成.变压器绕组的电线由外壳外穿出，起绝缘、固定、向外传递电流的作用，它必须能适应多种环境，并有一定的机械强度，是变压器中的一个核心部件。套管必须选用不同的电压、电流等级，外层在允许电压下不导电的材料是陶瓷。套管有纯瓷套管，充油套管，充气套管，电容套管。而电容器套管是以电容器为主要的在允许电压下不导电的材料，可分为：胶纸、油浸电容两大类。本文从油浸电容套管的故障和维护等方面阐述了自己的看法。套管是变压器的主要部件，它把变压器内部的高、低压引线引至箱体外部，是变压器的主要载流部件，同时也是变压器内部和外部能量的交流通道，并具有接地绝缘、支撑导线、隔离外部等功能。所以，密封性能，电气强度，机械结构，耐热性都是最重要的。变压器套管如果出现故障，将会对变压器的正常工作和电力系统的正常工作产生很大的影响。末屏放电、套管接头发热、套管进水受潮等故障或异常，虽然短期内不会造成任何危害，但若不能及时排除，则会造成很严重的后果，特别是套管的电容芯一旦放电等问题，将会造成套管爆炸、主变压器起火。所以，必须对套管的失效和不正常状态进行分析

  110kV及以上变压器常用套管为油浸电容式套管。油浸电容式套管主要由接线头、储油柜、（上、下）瓷套、导电结构、中间接地法兰、电容芯子、末屏等部件组成，其中导电结构分为穿缆结构（额定电流在1250A及以下）和导电杆结构（额定电流大于1250A），套管接线头主要由接线板（或端子）、引线接头（导电头）、定位销、定位螺母、螺钉螺栓和橡皮垫圈等组成。套管末屏接地型式分为3大类：外置式、内置式和常接地式，如图1~图3所示。

  在三个部位出现了套管接头过热：端子板和外部引线连接；引线端子（一般是指将军帽）和接线板之间的连接；变压器绕组引线与导线端子之间的连接。在此情形中，因导线头与变压器内部绕组导线的接合处出现过热故障，这是因为它们都是用导线拧紧或拧紧而无法完全拧紧的。套管接合不良、导电胶硬化、接触面不平整、接触面不平整、螺纹公差、加工尺寸、接触线长度、套筒定位销变形、安装不合理、定位螺帽脱落、松动等。接触不良不仅会造成套管的高温，还会导致套管的绝缘测试超过规定的限度。接触不良的缺陷如不能立即处理，将在接触电阻、高温、氧化层等方面形成恶性循环，最后导致导线接头烧损、熔焊或损坏。目前，针对套管接头发生过热失效的原因，主要有：增加主变套管的红外温度；如果套管温度过高，则要马上关掉电源，打磨或更换，维修前后要做直流电阻测试，必要时还要做回路电阻测试；对高温高、不能立即进行停电处理的套管，应加强巡视，并严控负荷；如果套管存在设计缺陷，可以在其帽子上加泥，或者使用梅花型接触器，使其与将军帽的接触面增加。

  发生渗漏油的部位主要位于将军帽、套管末屏、油位镜（或油位观察窗）、放油螺栓、套管的瓷件与金属法兰连接处等密封连接处，例如套管的瓷件与金属法兰之间是用硅填充物灌注密封，由于灌注不够密实，在引线拉力作用下，套管上节瓷套下部与中部法兰水泥浇结处会出现裂纹，导致渗漏油，渗漏油会造成套管油位下降，危及套管绝缘。套管密封失效的根本原因：一是由于检修人员经验不足，紧固力不够，或过度压缩导致胶垫变形开裂；二是由于超周期运行或胶垫质量存在缺陷。

  套管易进水受潮的有将军帽、注油孔处等密封部位。将军帽密封处若未采用密封橡胶垫或十字槽螺栓，会导致密封橡胶垫压缩量不足，密封效果不佳。注油孔处注油螺栓位于油枕上端部，若注油螺栓垫圈老化或注油螺栓缺失，水分极易通过注油螺栓进入套管本体。套管出线端接线柱与防雨罩底座无紧固锁定装置，存在无防松动的设计缺陷，在引线安装、变压器运行时产生的引线拉力及振动等影响下发生垫圈移位、松动，导致防雨罩失去防水作用，使得套管内部进水受潮。套管进水受潮后，水汽凝结在套管下部，水分一般不易渗入电容层间或使电容层普遍受潮。如果进潮量较少，时间不长，主屏的介损无明显变化，末屏绝缘电阻较低，介损增大，油中含水量增加；如果进潮量较大，时间不长，底部往往能放出水分，如果水分影响到端屏，主屏介损则有较大增量，否则，不一定有明显变化，末屏绝缘电阻较低，介损较大，油耐压降低；如果进潮量很大，受潮时间比较久，潮气进入电容芯部，则主屏介损增大，末屏绝缘电阻较低，介损较大，油中含水量增加。在变压器将军帽部位的绝缘油内部压力小于外界压力的情况下，如出现密封圈性能不良，外界的水分（雨水、潮湿空气等）可能会通过密封圈并经变压器的高压引线流到引线支架和高压绕组上，使高压绕组绝缘性能直线下降并引发事故。

  套管表面脏污吸收水分后，会使绝缘电阻降低，其后果是易发生闪络，造成跳闸。同时，闪络也会损坏套管表面。脏污吸收水分后，导电性提高，不仅引起表面闪络，还可能因泄漏电流增加，使绝缘套管发热并造成瓷质损坏，甚至击穿；套管胶垫密封失效，油浸电容式套管顶部密封不良，可能会引起进水使绝缘击穿，下部密封不良使套管渗油，导致油面下降。套管密封失效的问题大多有两个方面：一是由于检修人员经验不足，螺栓紧固力不够。二是由于超周期运行或是胶垫存在质量上的问题、胶垫老化等；套管本身结构不合理，且存在缺陷。比如，有的110kv主变套管，由于引线与引线千伏a相套管导压管为铝管，导线头为铜制，防雨相为铝制，这种铜铝连接造成接触电阻增大，使连接处容易发热烧结,导致发生意外事故；套管局部渗漏油,绝缘油不合格,套管进水造成轻度受潮；套管中部法兰筒上接地小套管松动断线；接地小套管故障，使套管束屏产生悬浮电位，发生局部放电；套管油标管脏污，看不清油位，在每年预试取油样后形成亏油。在套管大修中，抽真空不彻底，使屏间残存空气，运行后在高电场作用下，发生局部放电，甚至导致绝缘层击穿，造成事故。

  针对套管油样不合格、含乙炔气等缺陷。采取的措施是：对套管要进行严格检验，各种试验合格后方可投入运行，避免人的因素引起故障。针对套管密封不良，有进水或渗漏油现象。采取的措施是：通过更换质量好胶垫保持密封，拧紧紧固螺栓，使套管无渗漏。针对套管本身结构不合理而引起头部过热等缺陷。具体措施可采用变铜铝过渡为银铜接触，从而减小氧化作用。在拆、接、引过程中，要注意检查各部位是不是联结良好，接触面应打磨后涂上导电膏，减小其接触电阻。从而杜绝其过热现象。

  大致不难发现形成缺陷有两个途径：第一是套管本身设计存在薄弱环节；第二是人的因素，是安装、检修人员在作业中造成的。在分析套管常见故障根本原因后，我认为套管在运输、安装、检修维护等方面应注意以下问题：

  在起吊﹑卧放﹑运送过程中,套管起吊速度应缓慢，避免碰撞其它物体；直立起吊安装时，应使用法兰盘上的吊耳，并用麻绳绑扎套管上部，以防倾倒；注意不可起吊套管瓷裙，以防钢丝绳与瓷套相碰损坏；竖起套管时，应避免任何部位落地；套管卧放及运输时，应放在专用的箱内。安装法兰处应有两个支撑点，上端无瓷裙部位设支撑点，尾部也要设支撑点，并用软物将支撑点垫好。套管在箱中应固定，以免运输中窜动损伤。

  在套管大修的装配中应格外的注意以下几点：1、防止受潮。装配中除要有清洁干燥的条件以外，最好能在40-50℃温度下进行组装。因为电容芯子温度高出环境和温度温度10-15℃时能减少受潮的影响，所以最好在组装前将套管的零部件和电容芯子加热到70-80℃，保持3-4h，以便排除表面潮气，尽可能在温度尚未降低时装配完。2、注意套管顶部的密封。套管顶部的密封可分为套管本身的密封和穿缆引线的密封。现在大多数变电站的主变压器的储油柜顶装有弹性波纹板，它与压紧弹簧共同对由气温变化起调节作用。在组装弹性波纹板时，导管上的正、反压紧螺母之间的密封环与储油柜上的密封垫一定要配合妥当。3、防止波纹板拉裂，以达到密封的效果。套管引线是穿缆式结构，如果顶部接线板、导电头之间密封不严密，雨水会沿套管顶部接线板、导电头及电缆线顺导管渗入变压器内部。水分进入变压器引线根部，将会导致受潮击穿，造成停电。为避免这种情况，必须用螺栓压紧，保证密封；中部法兰的小套管。

  电容屏的最外层屏蔽极板即接地电屏，用一根1.5mm2的软绞线，套上塑料管引到接地小套管的导电杆上，此套管叫测量端子，装配时要注

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