變壓器套管介損測試結果異常及處理方法淺析

郭小凱 甘 露 賀紹鵬

（1.珠海供電局，廣東 珠海519000；2.國網物資有限公司，北京100120）

0 引言

套管是電力系統中廣泛應用的一種重要電器，它能使高壓導線安全地穿過接地墻壁或箱蓋，與其他電氣設備連接。變壓器套管預防性試驗的主要項目為測量套管的介損（tanδ）和電容量，測量末屏的絕緣電阻，套管的常見缺陷如劣化、受潮都會導致其tanδ增加，所以通過tanδ 的變化可以較靈敏地檢測出絕緣受潮和其他局部缺陷。

1 套管介質損耗測量的基本原理

110kV 及以上套管的絕緣結構一般采用電容型，即在導電桿上包上許多絕緣層，絕緣層之間包有鋁箔，以組成一串同心圓柱形電容器，通過電容分壓的原理均勻電場。最外層鋁箔通過小套管引出，也就是套管的末屏。套管末屏的主要作用是用以測量套管介損和電容量接線，正常運行情況下末屏應可靠接地。套管在運行中除要長期承受工作電壓、負荷電流外，也要求具備承受短時故障過電壓、大電流的能力，因此要求套管絕緣性能要好，需有一定的絕緣裕度。

測量套管的介損和電容量是判斷套管絕緣狀況的一個重要手段。變壓器套管相當于一個小電容，套管頂部引線為電容的首端，末屏為電容的尾端，測試時，為保證測試數據精確，結合變壓器結構特點，介損測試應采用正接法接線，接線方法如圖1所示。

圖1 變壓器套管介損測量基本電路

通過調節R3和C4使電橋達到平衡時，介質損耗因數及電容量計算公式如下：

tanδ＝ωC4R4

CX＝（R4/R3）CN

式中，CN為高壓標準電容器，R4為無感固定電阻，ω 為角頻率，以上三個量均為定量；R3為無感可調電阻，C4為可調電容器，以上兩個量為變量。

2 常用測量方法

依據套管結構和安裝特點，套管介損常用的測量方法為西林電橋正接法，正接法能排除外界干擾，抗干擾能力較強，測量時應將變壓器A、B、C、O 相套管短接加壓，避免相間雜散電容影響測試結果，非測量側應短接接地。

3 測量結果判斷標準

依據中國南方電網Q/CSG114002—2011《電力設備預防性試驗規程》規定，變壓器套管介損測試結果如表1所示。

表1 變壓器套管介損測試結果

4 套管介損測試分析

試驗中造成套管介損測試值超標的因素是多方面的，從大的方向分析可分為以下兩個方面：（1）外部因素引起的測量結果不合格；（2）套管本身存在問題造成的測量結果不合格。

4.1 外部因素引起的測量結果不合格

在對試驗結果是否合格的判斷中，首先要排除人為原因造成的試驗結果不準確，然后才可進一步對變壓器進行測試，并根據測量結果進行判斷。常見的外部因素造成的測試結果不準確有以下幾個方面：

4.1.1 測量儀器選擇不正確，儀器本身精度不夠，抗干擾能力不足

運行中套管介損測試一般要在變電站內進行，站內設備在運行狀態，經常會有來自其他運行設備的工頻干擾，因此，介損測試時應采用類工頻電源，排除工頻干擾信號。目前市場上的相關測試設備大多能做到這一點。

4.1.2 接地不良引起

首先是儀器接地不良問題，在進行介損測試時，儀器接地不良常會產生較大誤差，因此，在測試過程中應將介損儀可靠接地；如附近接地引下線表面有油漆等，應用銼刀將表面油漆清除后再接地，保證接地良好；另測試結果有異常時，也可在儀器上多接一個接地點，排除地網引下線接地不良干擾。

其次，在套管介損測量時，要保證被測繞組兩端短接，而非測量繞組則必須進行短路接地。這種接地方式可防止因繞組電感與電容串聯后引起的電壓與電流相角差改變，減小試驗造成的誤差。

4.1.3 套管表面臟污、潮濕引起

現場經驗表明，套管表面臟污、潮濕會導致介損明顯偏大，甚至超出管理值，影響試驗人員的判斷。一般情況下進行清潔后介損值會明顯下降。

4.2 套管本身存在問題造成的測量結果不合格

4.2.1 套管絕緣滲水、受潮

電容型套管電容芯子是由多層電容串聯而成，最外層即套管末屏，通常情況下，末屏運行中應可靠接地，并防止受潮。若套管密封性不好就很容易引起滲水、受潮，水分侵蝕電容芯子將破壞原有的絕緣性能，造成變壓器介損超標，久而久之惡性循環，就會導致套管絕緣性能越來越低，甚至逐層擊穿電容屏。

4.2.2 套管末屏接地不良

由套管的結構可知，末屏是套管絕緣最薄弱的地方，也是最容易損壞的地方，依據南方電網公司最新版的《110～500kV交流電力變壓器技術規范》要求，套管末屏與電壓抽頭（若有）需接地可靠牢固，并方便試驗。統計表明，末屏接地不良是造成事故的主要原因，一般是接地不良產生懸浮電位造成末屏端部靠近接地法蘭處出現較高電壓，形成放電，隨著時間推移，放電逐步發展導致絕緣越來越差，甚至使整個絕緣結構損壞。

4.2.3 套管一次導電桿接觸不良

針對這種缺陷，測試中應重點關注，通常導電桿與套管將軍帽之間接觸不良，造成接觸電阻過大，會導致介損測試時阻性分量過大，從而介損超標。測量中應排除因接觸不良引起的介損過大影響。

5 結論和建議

（1）在套管的采購上應嚴把質量關，選用現場試驗/維護方便、結構合理的產品，并嚴把出廠、交接試驗關。

（2）現場試驗人員應熟悉不同廠家、型號套管結構、測試方法，常見干擾類型及排除方法，避免人為因素造成對設備健康狀況的誤判、錯判。

（3）現場測量變壓器套管介質損耗因數時應將變壓器繞組連同中性點短接后接高壓引線，以避免變壓器繞組電感、變壓器本體電容對套管介質損耗和電容量的影響。

（4）如因套管質量問題造成介損超標，應采用高電壓介損，跟蹤紅外測溫情況等綜合判斷套管狀況，及時排除相關缺陷。