220kV變壓器套管故障原因及對策分析

肖剛

摘 ?要：220kV變壓器是電力設備中最為主要的部件，是保障發電系統能夠正常運轉的重要環節，而變壓器的套管更是設備的核心部分。當前很多發電廠的220kV變壓器套管都會出現工作故障，本文就220kV變壓器套管的故障及其對策進行分析和探索。

關鍵詞：220kV;變壓器;套管故障

前言：

套管是220kV變壓器重要的部件之一，同時也是變壓器設備出現故障的多發點，因此在發電廠的設備檢修和日常及維護工作中，需要對220kV變壓器套管定時進行檢查，降低220kV變壓器套管出現故障給電力系統帶來的損害。

一、220kV變壓器套管故障的概述

220kV變壓器是很多電廠使用最為普遍的設備，其功能是將發電機生產出來的電力進行升壓處理再發送到電網中，因此一旦220kV變壓器發生工作故障不僅會對發電廠造成經濟損失，更會對整個電力網絡的安全運行帶來不利影響。套管是220kV變壓器重要的結構部件，同時也是變壓器出現故障的多發點之一。在2009年，我國廣東省某發電廠的220kV變壓器套管就由于發生爆炸導致220kV變壓器被燒毀。近年來，我國對于220kV變壓器使用的高壓套管的安全問題一直非常關注，因此很多套管的在線管理技術也逐漸興起，一些發電廠已經開始安裝這種可以在線監測的220kV變壓器套管安全防護系統。但是由于這一技術還處于剛剛起步的階段，在實際的操作中還存在著很多問題，因此對于220kV變壓器套管的安全防護工作還需要進一步的展開探索[1]。

二、220kV變壓器套管的常見故障

（一）220kV變壓器套管存在的解體故障

當220kV變壓器套管出現解體故障時，會導致設備電位未固定部件與設備引線出現電火花的現象。

2015年海南某電廠通過紅外成像儀巡視發現220kV變壓器A套管末屏接地處不良情況。經過對該套管末屏進行絕緣電阻測量絕緣大于2000兆歐，并對套管進行電容值測量及介損試驗，多次測量數據變化差異大，再次通過對該套管曲悠揚分析，該套管內H2及烴類氣體含量（C2H2含量為0）較上次油色譜化驗值明顯增大，且H2含量大于150uL/L.綜合判斷該套管末端接地不良，經過拆除末屏密封螺栓發現套管內電容尾端引線與末屏導體焊接處為虛焊，造成套管末屏沒有完全可靠的接地，進而造成末屏和地面之間出現懸浮電位，出現放電現象，導致該處發熱對套管內絕緣油分解產生H2和其他烴類氣體，同時也導致末屏絕緣材料老化。

導致此故障發生的原因可能有兩個，第一套管在生產過程中，廠家的焊接工作出現失誤，沒有嚴格按照設計標準進行焊接工作，因此造成套管末屏沒有完全可靠的接地，進而造成末屏和地面之間出現懸浮電位，出現放電現象。這種情況下設備的焊接位置會出現一圈發黑的情況[2]。第二，在實際安裝工作中，技術人員沒有按照相關要求進行操作，將套管錯誤的進行安裝，導致導線之間的焊接點出現松動形成虛連的情況，最終造成套管內部出現懸浮電位放電。

（二）220kV變壓器套管存在發熱故障

一旦220kV變壓器套管出現發熱現象，就會造成套管內部的金屬迅速氧化，在氧化反應中形成一層層的氧化膜，而隨著氧化膜的不斷增加也會造成套管的電阻數值不斷上升，反而導致套管的溫度再次升高，形成不斷升溫的惡性循環。如果不能及時的處理套管發熱的問題就會造成溫度升高燒斷引線的情況。導致220kV變壓器套管發熱的原因主要有幾種。第一是在220kV變壓器進行預防性實驗過程中會對接線掌進行拆卸處理，而這種實驗會導致套管導線與接線掌之間發生接觸不良的現象，進而造成220kV變壓器套管發熱。第二，在套管中的引線頭與繞組引線之間出現接觸不良的現象也會導致發熱，當引線出現接觸不良時，線路中的電阻數值會不斷上升，導致連接頭位置通過的電流不斷增加，進而出現套管發熱的情況。第三，在220kV變壓器套管的末屏位置由于時間過久出現密封墊老化現象，造成末屏的接地部件進水，導致內部金屬銹蝕而出現接地不良發熱，從而致使設備的絕緣體的絕緣能力降低（2018年海南某電廠220kV主變壓器由于該隱患導致該主變高壓側對地絕緣低的現象，絕緣僅430兆歐），對變壓器乃至整個電力系統安全運行造成重大隱患。

三、220kV變壓器套管常見故障的對策

（一）預防220kV變壓器套管解體故障的方法

想要有效的預防220kV變壓器套管出現解體問題，需要相關的技術人員加強對設備的安裝、維護和保養工作。需按照以下方法進行：

1）在設備安裝前，檢查套管引線與末屏焊接是否良好，套管吊裝軍按照廠家說明書要求執行;

2）按照《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》對套管進行預防性試驗驗收;

3）對套管末屏接地帽進行定期維護，例如：定期更換接地帽與末屏間密封圈，定期檢查接地帽與末屏尾端金屬接觸是否良好（無氧化層，若接地帽內有彈簧，應檢查彈簧彈性是否正常，無卡澀銹蝕情況），末屏引出線尾端附近絕緣層無變色、老化、龜裂等現象，恢復接地帽時檢查螺牙處無銹蝕、油漆確保接地良好，并已擰緊螺帽，防止雨水及潮氣進入;

4）定期對套管進行紅外成像測量及分析;

5）檢修按照試驗規程定期對套管進行預防性試驗確認合格方可投運。

（二）預防220kV變壓器套管發熱故障的方法

預防220kV變壓器套管的發熱情況需要從以下幾個方面考慮。

1）在220kV變壓器套管的制造過程中就需要嚴格按照設計標準進行生產，這一方面發電廠需要對采購的220kV變壓器設備進行嚴格把關，對設備以及相關材料進行有效驗收，發生不合格的設備及時進行更換，防止由于設備的制造問題或者安裝問題造成220kV變壓器套管中導線接觸不良的情況出現。

2）在技術人員進行日常維護和保養過程中，應當定時對220kV變壓器套管進行檢查，并定期進行電氣預防性試驗判斷套管是否符合投運要求。

3）在投運期間使用紅外成像儀等設備對套管的溫度進行測量、跟蹤、分析，形成狀態檢修分析報告，根據紅外成像報告分析數據判斷套管發熱原因并及時處理。

4）定期對套管取油樣進行色譜化驗，中和數據分析套管中連接線是否村子接觸不良造成發熱現象。

5）對220kV變壓器套管末屏絕緣定期檢查，檢查是否有變色，老化情況。

為了防止由于套管故障造成變壓器無法投運，甚至影響電網安全事故發生，發電廠需要及時準備數量足夠的備用部件，當設備出現問題時可以第一時間進行維修，最大程度的降低220kV變壓器套管故障對發電廠帶來的損失。同時所有備用部件必須保證質量合格，并定期對備用部件進行試驗、檢查。

結束語

綜上所述，220kV變壓器套管會受到很多方面的因素影響出現故障，導致220kV變壓器無法正常發揮功能，甚至對整個發電系統產生不利影響。在套管的故障中出現解體以及發熱的情況最為常見，需要結合故障的實際情況做好220kV變壓器套管故障的預防措施，保證電力系統能夠正常運轉。

參考文獻

[1] ?黃明，李杰，安瑞峰.某220kV變壓器套管故障診斷分析與處理[J].山西電力，2015，（6）：30-33. DOI：10.3969/j.issn.1671-0320.2015.06.009.

[2] ?覃虎.著重綜述某220kV變壓器高壓套管末屏故障原因與處理方法[J].大科技，2012，（4）：258-259.

[3] ?唐嘉宏.220kV變壓器高壓套管末屏故障原因分析與處理[J].華電技術，2011，33（7）：45-47. DOI：10.3969/j.issn.1674-1951.2011.07.017.