500kV高壓電抗器中性點套管將軍帽發熱原因處置策略

云南電網有限責任公司文山供電局 羅太琨

1 發熱缺陷現場處理情況

富硯乙線高壓并聯電抗器電壓等級為500kV，設備型號為BKD-50000/550-110，額定容量為50MVA，生產廠家為特變電工衡陽變壓器有限公司，2015年3月出廠、6月投運。A相中性點套管額定電壓和工頻電壓分別為126kV 和255kV，電容量和額定電流分別為237pF 和630A。在其中性點套管將軍帽中出現發熱情況，A 相和B 相、C 相的熱點溫度分別為61.5℃、30.8℃、35℃，以總調檢修工作為依據對缺陷故障進行分析和處理，防止缺陷問題對設備安全造成影響。在工作中可采取紅外測溫技術以更加直觀地看到故障位置及特點，為后續檢修工作提供依據。

1.1 檢查前分析

在對發熱故障檢查前進行綜合評估和分析，有利于更加準確的判斷故障原因。在設備的長期運行過程中，會由于振動等因素的影響使套管導電桿和將軍帽出現接觸不良的情況，這是引起將軍帽發熱的主要原因。此外，在外界因素的影響下或構件設計制造問題，使接線端子緊固螺栓與將軍帽接線樁出現松動的情況，也會導致接觸不良的問題，進而引發發熱缺陷[1]。為保障故障處理的高效性及專業性，在班組開展檢修作業時應由專業技術人員進行指導，主動增進與生產廠家的交流溝通，防止操作不當而引發設備其他故障，保障現場操作規范性。

1.2 故障分析

針對500kV 高壓電抗器中性點套管將軍帽發熱現象進行全面檢查，通過高抗直流電阻測試的方式獲得精確的參數，各運行參與符合標準要求。通過油色譜和微水分析的方式檢查中性點套管和高抗本體，各項數據也都符合標準要求。A 相高抗本體及中性點套管微水、油色譜數據如表1所示，總烴、H2、C2H2和微水值都符合規程相關參數要求[2]。檢修人員針對設備實施現場檢查，發熱缺陷未出現在套管接線端子和導線端子當中，同時也不存在緊固螺栓松動和接線樁松動狀況，因此發熱缺陷并不存在于將軍帽的外部而在內部當中。

表1 A 相高抗本體及中性點套管微水、油色譜數據

為此，應以將軍帽的內部為檢查重點，分析引發發熱缺陷的原因。不同程度的發熱痕跡和燒傷痕跡等出現在內部變壓器導電桿螺紋和將軍帽內螺紋當中，主要是由于套管導電桿和將軍帽的接觸不良而引起發熱缺陷，針對燒傷痕跡進行清理。燒熔點通常出現在導電桿外螺紋當中，同時也會出現較多的黑色痕跡。為進一步分析故障問題，需對將軍帽進行拆除處理，松動狀況是影響套管導電桿和將軍帽使用性能的主要因素[3]。

2 發熱缺陷原因分析

2.1 將軍帽安裝方式

從套管頂部的導電桿定位套拉出導電桿，在定位銷插孔中插入定位銷，順時針旋轉將軍帽，確保內螺紋與導電桿外螺紋的良好咬合效果。借助于套管儲油柜頂部的安裝法蘭上的四個將軍帽固定螺紋孔和將軍帽固定孔安裝四個M12的螺栓，確保將軍帽的良好固定效果[4]。變壓器套管將軍帽結構如圖2，圖中1～12依次為接線樁、將軍帽、固定螺栓、內螺紋、固定孔、導電桿、導電桿外螺紋、將軍帽固定螺紋孔、套管儲油柜、導電桿定位銷、定位銷插孔、導電桿定位套。

圖1 將軍帽內部圖

圖2 變壓器套管將軍帽結構圖

2.2 發熱原因

通過對套管導電桿和將軍帽進行拆卸處理及紅外測溫分析，能確定引起將軍帽發熱的原因是套管導電桿和將軍帽接觸不良。因此需對將軍帽的發熱原因進行深入分析，以便從根源上加強控制，防止在設備運行中出現類似的故障。在套管導電桿中安裝將軍帽時需保障緊固操作的規范性，但仍存在較為嚴重的偏差狀況，使螺紋孔和固定孔無法形成密切配合，其偏差度在180°左右，無法保持在同一條直線當中。

該類問題的存在會對外螺紋和內螺紋的壓力造成影響，相較于正常狀況而言其載流面積也會下降。在設備的長期運行過程中，隨著螺紋間壓力的不斷下降，載流面積也會越來越小，因此受到電流作用導致接觸電阻升高，這是引發電弧現象和發熱缺陷的根本原因[5]。因此，在處置500kV 高壓電抗器中性點套管將軍帽發熱缺陷時應從其影響因素及特點入手，確保處理措施的針對性及有效性。

3 發熱缺陷的處置策略

在處理將軍帽的發熱問題時應引入先進技術手段，可為檢修人員起到良好的輔助作用，加快缺陷問題的檢查與處理速度，防止對變電站的正常生產經營造成影響。其中，紅外測溫技術在實踐中的應用效果較好，不僅能提高缺陷檢測效率，且具有便捷性和非接觸的特點，能達到在線故障診斷目的，防止影響設備的正常運行，具有良好的節能環保優勢[6]。針對將軍帽上的紅外輻射，可借助于光學系統對相關信息進行采集，通過光學濾波對光敏表面中的輻射能量進行分析，顯示為紅外圖像為工作人員提供更加直觀的參考，以便更加快速的定位故障位置及范圍等。在實踐工作中通常會采用動態紅外測溫技術對將軍帽的發熱缺陷實施檢測，能對設備運行狀況進行全面評估，同時明確缺陷的影響程度，實現對檢測數據的自動化存儲與處理。

開展日常檢查。油浸式電抗器和油浸式變壓器等也是變電站中常用設備，在運行過程中也應及時開展日常檢查工作，通過停電預試方式檢查套管和將軍帽運行情況，通過緊固檢查方式預防發熱故障[7]。在開展檢查工作時應構建完善的制度體系，明確各個階段的檢查職責和范圍，使工作人員能夠嚴格遵循制度要求，防止在工作中出現形式化的問題。根據變電站的工作要求和設備運行情況編制合理的日常檢查計劃，明確檢查周期和內容，當發現異常問題時應及時上報，由專業技術人員進行處理。

采取糾偏措施。偏差問題容易出現在將軍帽固定螺紋孔和將軍帽固定孔當中，因此也應采取有效的糾偏措施，確保套管將軍帽的良好緊固效果，防止在設備運行中造成嚴重的松動問題。將薄銅片設置在套管導電桿頂部位置是一種常用的糾偏措施，能使將軍帽與套管導電桿的接觸面積擴大，從而防止接觸不良的問題出現。在選擇薄銅片的材質時應與導電桿材質保持一致，防止對導電性能造成影響。