主變鐵芯接地套管連接處放電原因分析

張　邁，霍　琪，呂　哲，竇小晶，何　康，馬江濤

（1.國網陜西省電力公司檢修公司，陜西 西安　710065；2.國網陜西省電力公司，陜西 西安　710048）

主變鐵芯接地套管連接處放電原因分析

張邁1，霍琪1，呂哲1，竇小晶2，何康1，馬江濤1

（1.國網陜西省電力公司檢修公司，陜西 西安710065；2.國網陜西省電力公司，陜西 西安710048）

介紹了一起750 kV主變鐵芯接地套管螺桿與銅排連接處放電燒損的故障，通過詳細檢查分析了引線放電的原因及可能造成的危害，提出了將銅排引線更換為軟銅線的解決方案，及時消除了變壓器故障，保證了設備的安全可靠運行。

變壓器；鐵芯；接地套管；銅排引線

0　引言

變壓器正常運行時，帶電繞組及其引線與油箱之間會形成不均勻電場，而鐵芯及其金屬夾件就處于該電場中。若鐵芯接地引線在運行中斷裂，鐵芯失去接地點，就會對地產生懸浮電位，當2點之間的電位差達到能夠擊穿其間的絕緣時，便會產生火花放電。

這種放電是間歇性的，長期下去會對變壓器油和固體絕緣產生不良影響，損壞變壓器繞組和鐵芯?；蛘弋旇F芯、金屬夾件由于某種原因發生2點以上接地時，接地點之間就會形成回路，變壓器的漏磁通交鏈此閉合回路，接地線上就會產生環流。當環流過大時，就會引起變壓器內部局部過熱，導致絕緣油分解事故。

據有關統計資料表明，因鐵芯及其金屬夾件接地造成的事故數量在變壓器事故中位居第3。因此，準確、及時地分析與處理變壓器鐵芯接地故障，對保證變壓器的安全運行具有重大意義。

1　故障現象

某750 kV變電站1號主變為強迫油循環風冷自耦無載調壓三繞組單相變壓器，額定容量為700 000 kVA，自投運以來一直運行正常。2014-01-23T10：39，該站運維人員在全面持卡巡視到1號主變時，聽到1號主變C相有異常聲音，遂就近仔細巡查，聽到有明顯放電聲。

2　故障檢查情況

運維人員發現1號主變C相運行聲音異常后，立即展開仔細檢查。由于大型變壓器冷卻器組數多，運行噪音較大，1號主變日常噪音監測在69.1-79.5 dB，難以辨認異常聲音來源及類型。為精確辨認異常聲音，避免噪音干擾，運維人員將1號主變C相冷卻器全停，此時異常聲音依然存在，經仔細辨別，確認異常聲音為放電聲。通過仔細查找，發現放電點在鐵芯接地套管螺桿與銅排連接處，且連接處緊固螺栓墊片已燒損脫落，穿心螺桿近乎斷裂，傾斜嚴重，如圖1所示。

圖1　鐵芯接地套管螺桿與銅排連接處放電后狀態

運行人員立即對放電點進行紅外測溫，發現溫度高達96 ℃（此時室外環境溫度為2 ℃），遠超出正常運行時的溫度。間隔5 min后再次進行紅外測溫，溫度已上升至125.4 ℃，溫度上升趨勢明顯。

用鉗形電流表測量1號主變C相鐵芯電流，數值在23-48 mA間波動變化。同樣測試1號主變A，B兩相及2號主變三相鐵芯電流值均穩定在77 mA左右。具體數值如表1所示。雖然測試結果均小于規程規定的100 mA，但1號主變C相鐵芯電流明顯降低，說明鐵芯接地套管螺桿與銅排連接處放電造成的接地引線斷裂引起了連接電阻增大，使鐵芯電流值變小。

表1　2臺主變三相鐵芯電流數據　mA

同時，查看1號主變三相油在線色譜分析數據，各相數值穩定，符合規程要求，變壓器內部無故障，運行良好。

3　放電原因分析

1號主變于2010年11月投運，至今已經安全運行4年多。冷卻器運行方式為4組運行，1組備用，1組輔助，2組停用。每組冷卻器由1臺潛油泵和3臺風扇組成。鐵芯接地套管螺桿與銅排連接處放電原因分析如下。

（1） 大型變壓器帶4組冷卻器即12臺風機和4組潛油泵長期運行振動，引起連接螺絲松動。

（2） 鐵芯接地套管與地之間的引線采用銅排連接，此種連接方式受季節溫差影響較大，在熱脹冷縮時，銅排會對螺桿產生作用力，造成螺桿受力傾斜，螺栓松動。

（3） 運行人員通過現場認真檢查，發現穿心螺桿與銅排通孔尺寸不匹配，間隙較大。這在主變運行振動時會增加接地套管螺桿與銅排之間的松動程度，引起放電。實測鐵芯接地套管穿心螺桿直徑為12 mm，銅排通孔直徑為20 mm，墊片外徑為24 mm。查閱GB/T 5277—1985《緊固件螺栓和螺釘通孔》、GB/T 97.1—2002《平墊圈A級》，直徑為12 mm的螺桿對應的通孔直徑應為13 mm，墊片內徑應為13 mm、外徑應為24 mm，即通孔直徑實測值與標準值相差7 mm，偏差達到62 %，使得銅排與穿心螺桿之間的接觸面僅由墊片外徑（2 mm）承擔。計算實際接觸面積僅為138.2 mm2，不滿足標準要求的接觸面積319.5 mm2。

（4） 排查1號主變三相鐵芯及夾件接地套管銅排通孔均發現通孔位置存在不同程度偏差，未居中打孔，造成受力接觸面積進一步減少，如圖2所示。

圖2　銅排通孔位置偏差示意

4　故障處理

為徹底消除故障，確認異常放電點后，變電站立即按照危急缺陷處理流程有序開展工作。運行人員于當日向調度申請將1號主變運行轉檢修，將該臺變壓器鐵芯接地銅排引線更換為多股軟銅線，如圖3所示。

圖3　接地引線更換前、后對比

經過6 h的緊急搶修，1號主變危急缺陷消除，開始靜置。1月25日20：20， 將1號主變投入運行，紅外測溫、鐵芯電流測試、噪聲測試、油色譜分析數據顯示，1號主變運行工況良好。

5　結束語

變壓器鐵芯及夾件接地故障是目前變壓器常見故障之一，以上根據現場具體事故案例的分析、處理和總結，提出了將銅排引線更換為軟銅線的處理方案，及時消除了鐵芯接地套管接地故障，保證了變壓器的安全可靠運行。

1 全國變壓器標準化技術委員會.GB 1094.3-2003電力變壓器第3部分：絕緣水平、絕緣試驗和外絕緣空氣間隙［S］.北京：中國標準出版社，2004.

2 王海濤，萬正喜.500 kV變壓器鐵芯夾件接地電流超標的分析與處理［J］.電網技術，2013，60（2）：12-15.

3 全國緊固件標準化技術委員會.GB/T 5277-1985緊固件螺栓和螺釘通孔［S］.北京：中國標準出版社，1986.

4 全國緊固件標準化技術委員會.GB/T 97.1—2002平墊圈A級［S］.北京：中國標準出版社，2002.

大唐洛陽首陽山發電有限責任公司實現長周期安全生產新目標

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在構建隱患排查長效機制方面，該公司致力于健全“三庫”工作。規范問題庫，將安評、本質安全內審、春查等18項檢查發現的問題納入問題庫；抓好隱患整改閉環，根據問題庫，對應建立風險庫，制定措施，落實整改；精準措施庫，對公司內外發生的不安全事件制定的防范措施建庫，并對措施落實情況進行抽檢、追責。至今共納入問題庫管理各項問題932項，目前共完成整改782項。

該公司不斷強化責任落實，夯實安全基礎，倡導“一切事故皆可避免”的理念，責任落地和班組建設雙管齊下，確保安全生產可控在控。推行“六個一”工作法，要求每個員工每天聚焦一項安全工作，營造人人身上有擔子的濃厚氛圍；以“兩票三制”落實為抓手，以做實“三講一落實”為切入點，重點抓好現場的安全管理和人員行為的風險管控，確保8項防人身安全措施到位做實。

該公司積極貫徹落實中國大唐集團公司“七個加強”工作，強化堅守紅線的意識與本領。該公司堅持以每年的集團公司一號文、安全生產月為契機，深入挖掘宣傳“生命至上，安全為天”的企業安全文化，促使廣大員工從內心深處實現由“他律”向“自律”的轉化。同時，該公司持續開展員工安全培訓和教育工作，至今共舉辦各種培訓47次，參加人員8449人次，助推了一線員工安全意識和安全技能的雙提升。

（來源：中國大唐集團公司網站 2016-09-09）

2016-05-18。

張邁（1981-），女，工程師，主要從事變電運行工作，email：dxj_1000@163.com。

霍琪（1979-），男，工程師，主要從事變電運行工作。

呂哲（1981-），男，高級技師，主要從事變電運行工作。

竇小晶（1981-），男，高級工程師，主要從事輸變電安全管理工作。

何康（1989-），男，助理工程師，主要從事變電運行工作。

馬江濤（1976-），男，高級技師，主要從事變電運行工作。