一起變壓器高壓套管介損值增長異常的原因分析

張靜 苗浩 趙尊慧

摘要： 對110kV紅某變電站#2主變A相高壓套管介質損耗角tanδ值增長速度異常做了詳細說明，并對套管進行了詳細的試驗分析，結合試驗結果對產生這類情況的原因作了分析和研究，可供類似情況作參考。

Abstract： The abnormal growth rate of dielectric loss angle （tan δ） of the high-voltage bushing of No. 2 main transformer in a substation of 110 kV is explained in detail， and the casing is tested and analyzed in detail. Combined with the experimental results， the causes of this kind of situation are analyzed and studied， which can be used as a reference for similar situations.

關鍵詞： 高壓套管；介質損耗角tanδ值；增長速度異常；分析

Key words： high voltage bushing；dielectric loss angle tanδ；abnormal growth rate；analysis

中圖分類號：TM4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）14-0277-02

0 引言

變壓器的高壓套管是電力系統中廣泛使用一種重要電器，它將變壓器內部低、高壓引線引到油箱外部的絕緣套管。既起到了固定引線的作用，又作為引線對地絕緣。高壓套管可分為充油式和電容式兩種。測量介質損耗角tanδ和電容量是判斷高壓套管絕緣是否受潮的一個重要試驗。由于高壓套管的體積小，電容量小，一般為幾百皮法，因此測量介質損耗角tanδ可以很靈敏地反映出絕緣受潮、劣化和其他局部性絕緣缺陷。尤其是測量高壓套管末屏對地的tanδ值，能更輕易地發現缺陷。

1 套管介損增長速度異常的背景

110kV紅某站#2主變三相高壓套管為南京電瓷廠同一時期生產的產品，型號為BRDW-126/636-3，2004年9月投產，采用油紙電容型絕緣結構。2017年5月9日，我班人員對110kV紅某站#2主變進行預防性試驗時發現，#2主變三相高壓套管的測量電容值和銘牌電容值相比，無明顯變化。但A相高壓套管tanδ值由上次試驗數據的0.264%穩定值增加至0.455%，同比增長率高達76.5%，增長速度異常。A相高壓套管tanδ值與B、C兩相高壓套管tanδ值相比測試數據差異明顯。經分析，懷疑引起該主變A相高壓套管tanδ值增長速度異常的可能原因，一是測試方法可能存在問題，二是套管本身可能存在異常。為了查找#2主變A相高壓套管tanδ值增長速度異常的原因，我班人員對#2主變三相高壓套管進行多次清抹、排除介損儀接地不良、介損儀內部干擾等外部干擾因素，發現A相高壓套管tanδ值和排除干擾前的tanδ值無明顯變化。隨后，對#2主變A、B、C三相高壓套管進行高電壓下tanδ試驗。具體數據見表1所示。

對#2主變A相高壓套管取樣進行色譜分析，氫氣嚴重超標，達650.23μL/L，其它組分含量如表2所示，三比值經過計算查詢，編碼為010，對應故障類型為局部放電，已不具備投運條件。具體數據見表2所示。于2017年6月10日對該相高壓套管進行了更換。

2 返廠試驗及原因分析

為進一步查明#2主變A相高壓套管管tanδ值增長速度異常的原因，對該項套管進行了解體檢查分析工作。

2.1 解體前試驗情況

現場解體前開展套管油色譜分析、介質損耗因數和電容量試驗、局部放電測試和1min工頻耐壓試驗。返廠檢查發現，該套管外觀無缺損，末屏部位無放電痕跡、無滲漏油等異常現象。

油樣分析結果如表3所示，試驗結果與之前的檢測結果基本吻合，對應故障類型為局部放電，但各特征氣體均有含量下降的現象，可能的原因是經過長時的長途運輸氣體分散所致。

高電壓tanδ測試結果與在110kV紅旗站現場測量的結果差異性不大，介損隨試驗電壓的增加有上升的趨勢。高壓主套管介損及電容量測試結果見圖1。

局部放電量測量時，施加電壓為1.5Um/2，局放量在64pC左右。

2.2 解體檢查情況

套管內部的電容屏由兩種結構組成：主屏和端屏，屏間為多層油浸絕緣紙。電容屏的搭配布置為：主屏和端屏依次交替布置，最后組成套管的主電容。套管解體過程中發現套管下法蘭附近的多層鋁箔搭接位置有異常偏差，鋁箔卷繞的重疊部位有燒痕出現，鋁箔搭接打孔位置也有燒痕（見圖2）。鋁箔的搭接是為了均壓，當卷繞時出現位置偏差，必然導致均壓不良出現低能局放，長期運行過程中逐漸形成燒痕。

最內層絕緣紙與鋁管有粘性物質出現（見圖3）對燒痕位置處的電容紙和粘性物質處的電容紙進行了成分檢測，發現燒痕處的碳黑物質成分主要為固定電容紙的膠水，鋁管與電容紙間的粘性物質為X蠟，此物質是在特定環境下長期低能放電形成的聚合油。

3 原因分析

綜合電氣試驗結果、解體檢查結果，本次110kV紅某站#2主變高壓A相套管增長速度異常的原因為套管下法蘭附近的電容芯里鋁箔重疊位置有偏差，均壓不良，導致長期低能局部放電。

4 結束語

通過對110kV紅某站#2主變高壓A相套管增長速度異常原因的分析，套管下法蘭附近的電容芯里鋁箔重疊位置有偏差，該偏差是在電容芯卷繞過程中造成的，屬生產工藝不良。通過對本次缺陷的研究及處理，積累了油紙電容式套管的運行、試驗及維護的經驗，并為同類型缺陷的早期檢測等提供有益經驗。

參考文獻：

[1]陳化剛.電力設備預防性試驗方法及診斷技術，中國水利水電出版社.

[2]Q/CSG 114002-2011，電力設備預防性試驗規程[S].2011.

[3]孫路.電力設備預防性試驗新規程及進展[J].甘肅冶金， 2005（04）.