變壓器套管介損超標問題分析

摘要：變壓器套管介損測量是出廠試驗、現(xiàn)場交接試驗的重要試驗項目，因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)缺陷、存儲不當或測量方法不當往往導(dǎo)致產(chǎn)品介損測量值不合格，產(chǎn)品質(zhì)量缺陷處理給工程帶來較大影響。本文分析了一例變壓器套管介損超標案例，查找了介損超標的根本原因，為后續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量提供借鑒。

關(guān)鍵詞：核電變壓器；套管；介損測量；超標

0引言

變壓器套管介損測量是出廠試驗、現(xiàn)場交接試驗的重要試驗項目，因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)缺陷、存儲不當或測量方法不當往往導(dǎo)致產(chǎn)品介損測量值不合格，產(chǎn)品質(zhì)量缺陷處理給工程帶來較大影響。GB-T4109規(guī)定油浸紙電容式套管介損需小于0.7%，而核電項目考慮變壓器產(chǎn)品的重要性，對變壓器套管產(chǎn)品質(zhì)量要求更為嚴格，其要求高于國標要求，介損要求小于0.5%。某些套管廠家未能提高產(chǎn)品設(shè)計裕度、加強制造工藝過程控制，往往導(dǎo)致介損不合格，而在某些檢驗環(huán)節(jié)控制確實，導(dǎo)致問題遺留到現(xiàn)場，給項目上造成了較大影響。某核電項目變壓器套管介損值要求不小于0.5%，變壓器廠試驗期間發(fā)現(xiàn)其超標，通過分析介損原理、制造、倉儲、測量等環(huán)節(jié)分析，查找其根本原因，并就此提出了預(yù)防措施。

1問題描述

某項目主變壓器在出廠試驗時，對套管進行介損測量，發(fā)現(xiàn)介損值超標，經(jīng)過多次測量介損值仍超標。詳細測量數(shù)據(jù)見表1

2.1 介損原理分析

任何絕緣介質(zhì)在交流電壓的作用下都會有電流通過。該電流稱為泄漏電流，它由電導(dǎo)電流、電容電流和吸收電流組成。而吸收電流還包含有功分量和無功分量，電導(dǎo)電流和吸收電流的有功分量通過介質(zhì)時，要產(chǎn)生電能損耗。在交流電壓作用下的絕緣介質(zhì)可用效電路來表示，并依次可相應(yīng)地繪出其電壓、電流的向量圖[1][2]，如圖1。

可見，介質(zhì)損耗與tgδ成正比，只要計算出介質(zhì)的等效電容和電阻即可算出tgδ。對于同類絕緣介質(zhì)，其絕緣性能的好壞可以直接由tgδ的數(shù)值來判斷。當tgδ值較小時，被試品的絕緣性能較好，反之，絕緣性能較差。對于同一試品，在不同時期內(nèi)，由于受潮或者老化將引起tgδ的增大。

2.2介損誤差發(fā)生階段分析

根據(jù)套管廠提供的測試報告，套管介損為0.46%，而在變壓器廠測試時為0.51%。進一步核查資料發(fā)現(xiàn)，其原因為tgδ隨溫度的增加，介損減小，試驗規(guī)定不完善，對主絕緣溫度和環(huán)境溫度達到熱平衡沒有規(guī)定，測試時主絕緣溫度高于環(huán)境溫度導(dǎo)致出廠測試值偏小，即實際tgδ在套管廠出廠時已超標。

2.3介損測量方法分析

套管介損在不同的溫度下，介損不同，最后比較時需將根據(jù)換算表換算到20℃進行比較。此套管試驗時將套管吊起，并使套管直立，保持與地面呈垂直90°狀態(tài)，距地面1m左右，在10kV下采用西林電橋正接線方式測量介質(zhì)的等效電容和電阻，根據(jù)公式2即可得出tgδ。原理、實測圖見圖2。經(jīng)變壓器廠驗證和多次試驗對比，不存在變壓器廠測量方法導(dǎo)致的數(shù)據(jù)超差。

2.4介損超標原因分析及解體檢查

由于絕緣老化，進廠時已有老化趨勢或者在套管制造過程中，工藝處理不當引起的絕緣材料的老化、疲勞，再經(jīng)試驗時高壓作用，其阻性電流會逐漸變大，tgδ值會增加。套管受潮，泄漏電流增大，導(dǎo)致tgδ值會增加。油中存在雜質(zhì)或氣泡，電導(dǎo)增大導(dǎo)致局部損耗增大，tgδ值會增加。

對套管進一步檢查發(fā)現(xiàn)，套管介損超標的主要原因為，工藝規(guī)定細節(jié)不完善導(dǎo)致絕緣材料受潮，主要如下：

（1）工藝規(guī)定紙帶干燥后進行套管芯子卷制，一卷紙進行2根以上芯子卷子，導(dǎo)致后期卷子的芯子紙帶含水量偏大；

（2）裝配工藝時間為4小時，裝配時間過長，導(dǎo)致芯子表面受潮程度加大；

（3）工藝規(guī)定零部件烘干后可進行套管裝配，因裝配時間長，零部件冷卻后表面受潮。

3結(jié)論

經(jīng)工藝改進后重新制作的套管介損合格。核電變壓器要求套管介損為0.5%，高于國標要求的0.7%。因套管廠家工藝設(shè)計問題，做不到每個均得到較好控制。（1）有必要將主合同要求提前落實到套管廠家，改進工藝設(shè)計，確保產(chǎn)品滿足要求。（2）另外為避免運輸倉儲造成的隱患遺留到后期，要求變壓器廠家增加控制環(huán)節(jié)，即增加套管廠檢查，要求在10KV下測量電容值和介損。

[參考文獻]

[1]張建良等. 電容式變壓器套管介損數(shù)據(jù)異常案例分析. 山西電力2012（1）：20-22

[2]葉會生等. 兩起變壓器套管介損數(shù)據(jù)異常分析及處理. 變壓器2012（4）：52-53