淺析一起典型套管末屏故障及處理措施

龔杰（國網湖南省電力公司檢修公司　湖南長沙　410004）

淺析一起典型套管末屏故障及處理措施

龔杰
（國網湖南省電力公司檢修公司湖南長沙410004）

本文通過變壓器套管幾種常見末屏接地方式的分析介紹，結合一起典型案例分析了變壓器套管末屏接地故障形成的原因，并對該類缺陷提出了解決方案。

變壓器；套管末屏；接地方式；接地故障

1　引言

油浸式電力變壓器是變電站的主設備，而套管則是變壓器與電網連接的重要組件。其作用是把變壓器箱體內部的高、中、低壓側的引線引至變壓器油箱外部，通過外部引線與電網相連，同時起到引線對地絕緣固定的作用。同時，套管又是載流元件之一，變壓器運行中，套管將長期通過負荷電流。因此，套管不僅應有較高的電氣強度和機械強度，而且必須具有良好的熱穩定性，以承受短路時的瞬間過熱。近年來，套管末屏接地出現多起故障，嚴重影響主變的安全穩定運行，提高套管末屏接地的可靠性，成為當前急需解決的問題。

2　套管末屏接地方式

目前，變壓器高壓套管的接地方式大體上可以分為外置式、內置式和常接地式[1]。

2.1外置式接地（通過外部接地裝置接地）（見圖1）

末屏的接地主要依靠一根金屬軟線或金屬連接片把引出線（引出線通過一個小瓷套引線柱引出，端部設有螺帽，可接線）與套管底座金屬部分相連，通過金屬外殼接地外。此類接地方式多見于老舊套管。

圖1　末屏外置式接地案例

2.2內置式接地（接地方式是通過末屏罩與接地部件接觸，接地冒再與金屬外殼接地）（見圖2）

套管末屏接地引出線焊接在接地桿上，接地桿通過小瓷套固定，構成引線柱，外部利用螺帽對引線柱進行固定，并壓緊瓷套及密封件對末屏進行密封，引線柱外端對地絕緣，通過安裝末屏接地罩，利用接地罩中的彈簧夾片與引線柱直接接觸或接地罩與引線柱直接接觸，接地罩采用螺紋或螺帽與套管底座金屬部件進行連接，從而實現接地。

2.3常接式接地

該種接地方式屬于常接地形式。該類末屏接地裝置為一個整體性設計，見圖3。末屏接地線與接線柱焊接后利用接地裝置固定，在引線柱上設計有一個利用彈簧抵住的接地環，利用彈簧的彈性將接地環與接地裝置前端接觸，末屏接地裝置利用兩顆螺帽固定在套管底部金屬部件上，從而實現末屏的常接地狀態，外部再通過金屬外罩進行密封、防水。

圖2　末屏內置式接地案例

圖3　彈簧式套管末屏結構示意圖

3　套管末屏接地的優劣

（1）末屏外置式接地的最大特點是可以在運行及檢修中直觀的看出末屏的接地是否可靠。

劣勢：①外置式接地長期暴露在外環境中導致金屬連接線或金屬片受到雨水、無機鹽的腐蝕，長期使用造成金屬接地線或接地片的斷裂，接地點存在斷開風險；②停電試驗檢修過程中，檢修人員對末屏進行拆卸斷開檢查時容易使得引線柱的松動造成滲漏，如果引線柱隨著轉動，極易造成內部末屏接地線斷裂，致使接地不可靠。

（2）末屏內置式接地徹底解決了外置式接地的缺點，避免了接地部件的腐蝕以及試驗、檢修人員極易造成缺陷的問題。

內置的末屏接地利用彈性金屬夾片或接地罩進行接地，方式較為簡單，但存在著一定的缺陷：①彈性金屬夾片長期使用會變形或金屬彈性下降導致接地點接觸不良；②試驗人員進行末屏試驗完畢后，恢復末屏罩后不能對其進行接地導通測試，無法判斷接地點是否已經可靠接地。

（3）常接地結構的套管末屏[3]，解決上面兩種接地方式的困擾。即避免了外環境的腐蝕，也解決了不能測量是否可靠接地的問題。

通過擠壓接地環，即可實現接線柱與金屬外殼的分離，實現接地點的斷開，便于試驗人員的測試工作，松開接地環，接地環

[2]在彈簧彈性推動下回彈到金屬接線柱頂端位置，接地點自動恢復導通，此時可測量末屏接地點是否可靠導通。

長期使用中，該類末屏接地方式比較可靠，但在長期運行中也逐漸暴露出其缺點：①彈簧彈性下降致使接地環回彈不到位，金屬接線柱與末屏接地裝置外殼有間隙，導致接地點不可靠；②接地環表面產生氧化層，導致接地環接地不可靠。

4　套管末屏接地故障典型案例

2012年湖南某500kV變電站#2主變停電例試時，發現#2主變A相高壓側套管末屏滲油，經現場檢查后發現，末屏密封部位損壞，且末屏接地部位有燒蝕痕跡。該末屏接地方式屬于圖3中的彈簧接地。將該套管更換后，末屏接地部件取出后發現彈簧無壓縮、卡滯，接地環與底座間有間隙，見圖4。

圖4　故障后的套管末屏

分析末屏接地彈簧失去彈性，接地環接地不可靠導致末屏對地點有放電情況，導致末屏部件燒蝕，溫度上升，致使密封件損壞，繼而滲油。該套管為撫順某廠生產的BRDLW型套管，其末屏采用彈簧壓緊式接地方式，運行中彈簧失效或試驗接線中損傷末屏接線柱產生毛刺與雜質，都可能造成末屏運行中開路。套管末屏彈簧接地裝置因為在運行中出現過接地不可靠，造成末屏放電的故障。該問題已被國網公司定為家族性缺陷，我省很多主變套管都是該廠家生產的套管，其中不乏彈簧結構末屏裝置。

5　處理辦法

綜合現場檢修實際情況，針對該類型套管存在的問題，我們有兩種解決辦法：

（1）對采用彈簧壓緊式接地方式的BRDLW型套管末屏，現場檢查末屏無異常，試驗檢查合格，則更換套管末屏輔助接地罩，見圖5。

圖5　套管末屏輔助接地罩

通過圖5中的銷軸4由彈簧6頂壓末屏接線柱，再通過末屏帽與末屏座螺紋連接可靠接地，加裝末屏輔助接地罩的目的是增加一個可靠接地點，在原末屏接地不可靠的情況下，末屏輔助接地罩還能保證末屏可靠接地。輔助接地帽能夠快速、安全處理這一隱患，只要在主變停電的情況下，將原末屏接地罩更換為輔助接地罩即可。通過輔助接地罩，我們已在長沙某220kV#1主變成功應用，效果良好。

（2）對彈簧失去彈性，接地環接地不可靠的末屏，更換末屏接地裝置，見圖6。

圖6　更換套管末屏接地裝置

通過更換末屏接地裝置，使用新型末屏輔助接地罩后，該缺陷得以徹底解決。

6　運行檢修注意事項

（1）末屏外置式接地的套管，在試驗、檢修中，如存在接地線、接地金屬連接片銹蝕的情況，應對其開展除銹處理或更換。解線試驗檢查時，拆卸螺栓避免引線柱有松動情況，如發生松動，要及時請變壓器專業檢修人員進行處理，嚴禁引線柱松動留下隱患缺陷，工作結束后必須恢復接地并測量接地導通的可靠性。

（2）末屏內置式接地的套管，在對末屏進行試驗檢查時，特別是拆卸接地罩的過程中，要注意檢查金屬夾片的彈性，以及金屬夾片是否完好、有無變形、位置是否正常。嚴禁接地罩中的金屬夾片有斷裂、松動、銹蝕等情況，及時更換，確保接地點可靠接地。

（3）對于末屏常接地形式的套管，應檢查接地環是否接觸正常，彈簧彈性是否能保持接地環的可靠接地，必要時更換輔助接地罩或接地裝置，確保接地點可靠接地。

（4）變壓器（電抗器）停電檢修試驗后，試驗人員必須恢復末屏接地，工作負責人應檢查末屏接地情況，以保證末屏接地可靠。

試驗、檢修人員應在對套管末屏進行工作過程中，要注意現場末屏的結構形式，嚴禁對末屏造成損壞，發現問題要及時處理，工作完畢要恢復末屏接地，并用試驗儀器檢查接地導通，可靠接地，確保變壓器的安全穩定運行。

[1]王新.變壓器套管末屏損壞的處理及防范[J].電力安全技術，2006，5 （8）：42～43.

[2]董鵬.電力變壓器套管末屏接地方式比較[J].北京電力高等?？茖W校學報（自然科學版），2010，4：23～25.

[3]韓金華，張健壯，王偉，楊巖.電力變壓器高壓套管末屏接地方式問題探討[J].變壓器，2009，6（46）：64～67.

TM407

A

1673-0038（2015）51-0223-02

2015-11-28

龔杰（1983-），男，湖南常德人，工程師，碩士，主要從事變壓器檢修及電力設備狀態監測及診斷研究工作。