穿墻套管試驗方法的探討

馬衛東，黃耀東

運城市恒運電力工程維護有限公司，山西運城 044000

0 引言

穿墻套管是電力系統中廣泛使用的一種重要電器，它的作用是使高壓導線安全地穿過接地墻壁，從而與其他設備相連接。因此，它既具有絕緣的作用，又有機械上的固定作用。

穿墻套管在運行中的工作條件非常惡劣，所以常常因為絕緣的劣化而造成損壞，導致發生電網事故，因此，在交接試驗和預防性試驗過程中，對穿墻套管的試驗必不可少。

穿墻套管的試驗項目一般有：測量絕緣電阻；測量20kV及以上非純瓷套管的介質損耗角正切值和電容量；交流耐壓試驗；絕緣油試驗或SF6 氣體的試驗等。

1 原因分析

1.1 內部結構

電容式穿墻套管利用電容分壓原理調整電場，使導電管的徑向和軸向電場分布更均勻，保證了設備的局部放電量很低，從而具有耐壓高、體積小及性能好等優點。

油浸電容式穿墻套管的主絕緣結構采用絕緣紙和鋁箔電極交替纏繞在導電管上，組成一串同心圓柱型串聯電容器，使電場分布在徑向和軸向上得到了有效的均勻，電容屏數目越多，絕緣中電場分布越均勻。主絕緣經真空干燥而除去內部空氣與水分，并用變壓器油充分浸漬處理后成為電氣性能極高的油紙組合絕緣體，從而使絕緣耐受電壓水平得到了極大提高。其中靠近高壓導電部分的第一個屏為首屏，它與一次導電部分相連，最外一層屏稱為末屏，通過絕緣瓷套引出接地。通過末屏可以測量其電容屏的電容量和介損，從而判斷電容屏的絕緣狀況，掌握絕緣性能。通過末屏測量端子能有效地發現主末屏絕緣受潮、絕緣油劣化、電容屏間開路或短路等缺陷，但運行中末屏如開路，末屏將形成高電壓，極易導致設備損壞。

在運行中為了保證設備和人身安全，末屏必須可靠接地，套管生產廠家也無一例外地在說明書中明確要求末屏必須接地。如果由于各種原因造成末屏沒有接地或接地不良，輕者將發生設備運行異響或造成開關跳閘，重者將使設備爆炸或著火，嚴重影響電網的安全穩定運行， 而對巡視人員也是一個巨大的人身安全威脅。

1.2 常規試驗方法

在預防性試驗中，我們針對穿墻套管的特點主要進行絕緣電阻的測量和介質損耗角正切值和電容值的測量。通過對穿墻套管主絕緣及電容型套管末屏對地絕緣電阻的測量，初步檢查穿墻套管的絕緣情況。而對穿墻套管進行介質損耗角正切值的測量，是為了更靈敏的發現穿墻套管的絕緣狀況所進行的更準確的界定。

穿墻套管通過以上項目的試驗，可以比較靈敏地反映出絕緣受潮或其他某些局部缺陷，特別是測量末屏對地的介質損耗角正切值測試，更容易發現缺陷。

1.3 發現缺陷

在今年的預防性試驗中，我們在對煉鋼廠的一座110kV 變電站穿墻套管的試驗中，偶然發現，在對一組穿墻套管進行正接線測量介質損耗角正切值和電容量時，先進行了一次反接線測試，發現其中有一相的介質損耗角正切值明顯偏大，具體測試數據如下：

相別tgδ%CX(pF)絕緣電阻（MΩ）A 0.353 683.5 50000+B 1.526 690.2 50000+C 0.307 688.4 50000+

由于是反接線測試，外界干擾因素較多，隨后對外絕進行了清掃和擦拭，拆除了連接引線，重新測試后，數據如下：

相別tgδ%CX(pF)絕緣電阻（MΩ）A 0.311 679.7 50000+B 1.512 687.5 50000+C 0.302 683.2 50000+

根據測試結果分析，外界因素影響不大，隨后，拆除末屏接地小蓋，重新進行正接線測試，數據如下：

相別tgδ%CX(pF) CN(pF)絕緣電阻（MΩ）A 0.189 421.9 422 50000+B 0.215 425.3 421 50000+C 0.191 422.5 423 50000+

此次測試中，B 相測試值只有稍大變化，根據《電力設備預防性試驗規程》分析，應該在合格范圍，但在對末屏檢查時發現，末屏與電容屏的連接引線有95%以上的部分已燒斷，只有很少一部分連接在一起，外面接地小蓋由于進水受潮，已嚴重銹蝕，并有明顯的放電痕跡，由此可見，這是由于接地不良引起懸浮放電，進而造成末屏的燒損。后經處理，將末屏接地引線更換后，重新更換接地小蓋后復測，數據如下：

相別tgδ%CX(pF)CN(pF)A 0.311 679.7 50000+B 0.308 681.1 50000+C 0.302 683.2 50000+

2 對策探討

引起套管末屏接地故障的可能原因有以下兩個方面：一是末屏接地裝置內部故障，即末屏與小套管內的導電桿接觸不良或焊接點脫落；二是末屏接地裝置外部故障，即小套管內的導電桿與外部接地部位接觸故障，如外部引線斷裂、懸空或接觸不良等。

對于內部故障主要靠保證產品質量來預防，這就要求在產品的采購、監造過程中把關。

對于外部故障，就需要在平時的運行中進行檢測和停電時的試驗。

在運行中，可以進行末屏部位的紅外測溫。套管末屏內部斷裂后，末屏上產生的高電壓會產生懸浮放電，引起局部過熱，紅外測溫能夠有效地檢測到這種過熱現象。

停電時，采用反接線法進行介質損耗角正切值和電容量的測試，與歷次實驗結果比較，如無明顯變化，既說明末屏接地良好，也可說明主絕緣未受潮，如有疑問，可進行正接線測試，進一步分析可能出現的問題。

3 結論

通過此次試驗分析，末屏接地是否良好，可以通過反接線法測試及時發現，同時，也可對主絕緣進行檢測。由此可見，在設備投運前進行交接試驗時，首先使用正接線法測量介質損耗角正切值和電容量，與出廠值比較，是否符合標準要求，其次，再進行反接線法測試，記錄試驗時的初次值，以便在預防性試驗時進行比較，從而避免由于末屏接地不良造成的設備損壞。

[1]陳化鋼.電力設備預防性試驗方法及診斷技術.