關于“110 kV 主變套管末屏”試驗超標分析

張業超，鄒 山，林芳宇，劉雪洋，周建榮，歐芳梅

（海南輸變電檢修分公司，海南 海口 570000）

高壓變壓器作為電力系統中重要的核心部分，對整個電力系統的安全穩定運行有著至關重要的影響。為了確保電力系統的安全穩定運行，必須確保高壓變壓器的安全運行。開展高壓變壓器預試工作，通過高壓變壓器試驗的有效執行，更好地了解電力系統系統的復雜性，提高整個電力系統的運行質量。高壓變壓器中高壓套管又尤為重要，高壓套管是高壓變壓器中的重要部件，其不但是引線對地的絕緣，而且還擔負著固定引線的作用。高壓電容式套管是變壓器套管中常見的一種形式。

1 發現缺陷

2020-05，高壓試驗專業按計劃進行110 kV 某變電站#1主變預試定檢。在進行至套管試驗時，當打開110 kV 側C相套管末屏旋蓋時，發現末屏引出導電桿表面有燒焦絕緣材料的痕跡，如圖1 所示。之后，針對末屏引出的導電桿進行清潔及擦拭后并試驗。套管本體介損0.240%、電容量282.4 pF、末屏絕緣為0.2 MΩ，當進行末屏對地介損試驗時，升壓至2 000 V 時，末屏有“吱吱”放電聲，隨即儀器高壓電源跳開。套管本體介損值與電容值均在合格范圍內，但末屏絕緣值低于1 000 MΩ，并且末屏對地介損無法測試出。之后現場取110 kV 側套管油進行化驗，其結果顯示氫氣、乙炔、總烴含量均超標，三比值為電弧放電。

圖1 末屏導電桿表面有燒焦絕緣材料的痕跡

該油紙電容式變壓器套管為撫順傳奇套管有限公司生產的BRDLW1-126/630-3 型，代號為OT501M 類套管，出廠年份為2007 年。

2 故障缺陷分析

電容式變壓器套管結構上由電容芯、末屏、瓷套、金屬附件和導體構成。套管的電容主屏由多層相互絕緣的鋁箔層組成，能有效改善內部電場布局。電容主屏數目越多，套管電場分布越均勻，其中靠近內部導電部分的首屏為零屏，它與一次導電部分相聯，最外一層屏稱為末屏，通過末屏接地裝置引出接地，整個電容屏充滿絕緣油。在電力系統運行時，末屏必須為可靠接地，才能使外絕緣的瓷套表面的電場受內部電容芯的均壓作用而分布均勻，也起到保護電容芯的功能，從而提高了變壓器套管的絕緣水平。通過末屏試驗可以測量變壓器電容屏的電容量和介損，從而分析判斷變壓器電容屏的絕緣水平，掌握變壓器套管運行狀況。通過末屏試驗可以有效地了解套管主末屏絕緣受潮、絕緣油劣變質、電容屏間開路、電容屏短路等缺陷。

目前，運行的油浸電容式套管的主絕緣電容屏結構無大差異，但套管外部接線端子，特別是末屏接地結構有較大差異。通常主變套管末屏引出線接地方式可分為外置型、內置型兩種，雖然這兩種末屏接地結構區別很大，但不同的兩種結構末屏均在運行中接地。

#1 主變C 相套管為內置式末屏接地裝置，其中內置式末屏接地結構為：末屏接地軟導線穿過小瓷套通過內部的導電桿引出，導電桿穿過彈簧頂住前端的銅套，運行過程中通過彈簧給銅套施加壓力，將銅套與末屏底座緊密接觸，此時通過銅套接地。

正常運行時候，內置彈簧將末屏導電桿外銅套頂至與接地底座接觸，末屏通過末屏接地銅套牢靠接地，如圖2 所示。當內置彈簧彈性系數下降或接觸不良時，會造成末屏銅套接地不牢靠。那么末屏對地會形成一個電容，這個電容遠遠小于套管本身的電容，因此就會在套管末屏與地之間形成很高的懸浮電壓，形成末屏對地放電，灼燒附近的絕緣物，還可能發生套管爆炸的嚴重事故。

圖2 通過銅套與接地底座緊密接觸

05-20，進行該套管末屏的更換，拆解出來的末屏部件進一步驗證了分析的正確性，如圖3 所示。

圖3 拆解出來的末屏部件

3 應對措施

3.1 設計制作一套專用試驗工具

制作一個特制工具，采用固定連接末屏結構的方式，便于今后在現場試驗進行拆、接操作，從而提高變壓器套管試驗效率。

3.2 加強電力設備培訓

加強變壓器培訓，末屏內部結構相對復雜，外部接線復雜，試驗專業人員應加強理論學習，掌握套管末屏等一次設備的結構特點。

3.3 加強對變壓器套管的巡視

定期進行紅外測溫，定期對變壓器套管進行紅外測溫時，尤其加強對高壓套管末屏處測溫檢查，及時發現和消除末屏接觸不良引起的過熱問題。