摘要：本文介绍了变压器套管在预防性试验时对末屏接地装置拆装中发现的一些隐患，根据变压器套管末屏接地型式的不同分析其潜在的隐患，探讨其防范措施及日后维护重点关注对象。
关键词：变压器；套管末屏；接地
1、套管末屏结构
电容型套管是由接线端子、储油柜、上瓷套、下瓷套、电容芯子、导电杆、绝缘油、法兰、接地套管等部分组成。主绝缘为油纸绝缘，油纸电容式套管的中间法兰上，一般分别装有测量端子和电压抽头。测量端子是在最外层铝箔上卷入一层铜带后并通过接地小套管引出，即套管末屏，主要用来测量电容套管的介质损耗因数和电容量，在运行中必须保证末屏可靠接地。如果由于各种原因导致末屏接地不良，那么末屏对地会形成一个电容，而这个电容远小于套管本身的电容，按照电容串联原理，将在末屏与地之间形成悬浮电位，造成末屏对地放电，严重时还会发生套管爆炸事故。在进行套管试验时，需要解开末屏接地，从末屏引出线进行测量套管的电容值和介质损耗值，能够有效发现套管主屏和末屏绝缘受潮、绝缘油劣化、电容屏短路或开路等缺陷。
2、事件经过
（1）某电厂220KV启动变在进行高压套管tanδ预防性试验中，由于末屏接地结构采用小套管引出外接地方式，在进行末屏接地金属连片拆除过程中，导致金属连片断裂，并且末屏引线柱（螺杆）固定金属连片丝杆处滑丝。如图1所示。
图1 末屏接地缺陷 图2 接地冒顶针接触式结构
（2）某电厂220KV启动变高压套管末屏为接地冒顶针接触式结构接地，在进行tanδ预防性试验时，由于末屏接地采用接地帽进行接地，接地帽为生铝材料制作，铝材质存在熔点低，材质软，在转动过程中易发生卡涩或“沾粘”，导致接地盖旋转受阻或不能旋转的现象，严重时导致末屏接地不良。如图2。
3、事故案例
（1）2006年3月 21日，大连某变电所 2号变定检时，发现一次 A相套管末屏与接地外罩上有很明显的放电、烧蚀痕迹。经检查原因是末屏引出铜线与小套管连接松动，造成放电。
（2）1991年 7月 24日，某变电所变压器（1986 年 1月生产，1987年 l 1月投入运行）在系统无操作、无负载情况下，A相差动保护动作跳闸，高压A 相套管电容芯子飞出，套管末屏熔断，套管电容芯子内电极（穿缆导杆）断成4段，套管下部绝缘成型件严重损坏，均压球变形。分析为由于套管末屏接地不良，产生局部放电，逐渐波及到主电容屏，使主电容屏电场发生严重畸变，导致套管主绝缘击穿、爆炸。
（3）某变电所主变型号为SFZ8一M一25000/63，套管型号为BRW3—66（1999年 l1月生产），小套管经接地罩接地。变压器预防性试验后投入运行时，66kV侧 A相、B相套管末屏小套管接地罩与法兰之问放电。经检查分析，在进行套管测量后，由于在上接地 罩固定螺栓前，没有将接地罩和法兰问的油漆清除，致使接地罩和法兰之间接触不良，导致变压器运行后接地罩与法兰间放电。由于及时发现，并将接地罩和法兰之间油漆清除、接触良好后，设备运行正常，避免了一次事故的发生。
4、末屏接地型式及存在问题分析
针对以上事件经过，浅析小瓷套引出外接方式与接地帽顶针结构接地方式中存在的问题。
4.1末屏接地类型
4.11小瓷套引出外接地
此末屏接地方式为末屏引出线穿过小瓷套通过引线柱（丝杆）引出，引线柱经瓷套支撑对地绝缘，且引线柱外部经接地金属片与套管底座接地部位金属相连（即：引线柱一端用螺母固定在瓷套出线螺杆上，另一端经螺丝固定在套管底座法兰上进行接地）。如图3。
图3小瓷套引出外接地 图4 接地帽顶针接触式结构
4.12接地帽顶针接地
此末屏采用接地帽进行接地，如图2、图4。末屏接地引出线通过小瓷套引出，引线柱经瓷套对地绝缘。金属接地帽内有弹簧装置，末屏接地装置是靠接地冒内内置弹簧顶针来实现。当接地帽旋紧到位时，末屏引线柱与弹簧顶针紧密接触，金属接地帽受内部弹簧的压力与末屏金属接地法兰相连接，通过弹簧式接地冒进行可靠接地。。
4.2隐患分析
4.21小瓷套引出外接地
小瓷套引出外接地方式优点比较直观，可以直接观察到末屏外部接地是否可靠，同时在检修结束后可通过测绝缘方式验证接地可靠性。同样在运行检修过程中存在以下几个方面问题：
（1）在停电检查或预防性试验中拆卸金属连片时，容易造成引线柱螺杆转动，末屏内部引出线焊接位置容易受力脱开，从而造成末屏接地不可靠。
（2）接地金属连片因经常拆卸容易导致金属连片断裂，且容易牵动小瓷套，从而可能影响末屏瓷套的密封程度。
（3）末屏小瓷套密封垫容易老化，且末屏无防尘、防潮措施。工作中容易误踩误碰导致末屏损坏。
（4）末屏瓷套表面容易积污秽，在试验时会影响绝缘电阻及末屏介质损耗的测量值。
（5）末屏引出线与接地金属连片容易氧化可能造成接地不良。
4.22接地帽顶针结构接地
接地帽顶针方式接地是通过弹簧片或顶针与末屏引线柱紧密连接，接地帽直接拧到底座上即可保证末屏接地，接地方式简单方便。但在运行和检修过程中存在以下几个方面问题：
（1）试验结束后，无法检查末屏是否可靠接地。
（2）接地帽为生铝材质，在转动过程中易发生卡涩或“粘沾”，导致接地帽旋转受阻或不能旋转的现象。
（3）接地帽内弹簧压力不足、弹性减小、变形或引线柱脏污，导致引线柱与接地帽之间接触不良，难以可靠接地。
（4）难以准确确定接地帽的旋紧位置，容易引起接地不可靠或引线柱受力。
5、改进措施及建议
结合本厂变压器套管末屏接地方式中目前存在的问题，提以下几点改进措施及建议：
5.1小瓷套引出外接地
（1）接地连接片改为软铜辫（RV）线替代，并且铜辫（RV）外做防氧化措施，RV线截面不小于25mm2。改为软铜线连接后，试验拆线时应拆与底座金属相连的那一侧，减少拆线时引线柱的受力。
（2）每次试验结束末屏恢复接地后，采用兆欧表或万用表对末屏接地情况进行检查。确保末屏可靠接地。
（3）套管末屏瓷套加装保护罩，既起到防护作用，又可以减少积污秽和受潮老化的发生。
（4）拆卸末屏引出线螺栓时，应做好引线柱固定工作，避免用力过大，以防螺杆受力产生转动。
（5）接地螺丝锈蚀，应进行除锈处理或更换新螺丝，做好防锈蚀措施，防止接触不良。
5.2接地帽顶针结构接地
（1）检查或试验中，拆卸接地帽后恢复接线前，要检查接地帽中弹簧片状况，防止弹簧片弹性丧失、固定松动及偏移变形等造成引线柱接触不良。
（2）检查接地帽外螺纹是否锈蚀、有异物，防止和底座接触不良。
（3）安装接地帽时，应将接地帽中的顶针对准末屏接地引线柱，确定顶针顶住引线柱后在旋紧接地帽，紧固时不允许螺纹偏斜及紧固不到位的情况发生。
（4）末屏接地帽拆前，在接地帽和套管本体上设置旋紧定位线，每次检修和试验后，接地帽旋紧至定位线和套管本体定位线平齐位置，确保末屏可靠接地。
（5）对于接地帽螺纹间已经产生“沾粘”的，在将损坏螺纹修整后可在螺纹间适量涂抹润滑油脂，达到可轻松旋紧和旋转下来的效果。
（6）建议在检修期间对末屏进行改造，将生铝材质的末屏接地装置采用黄铜或餐具不锈钢材料制作，可以达到较好的使用效果，避免拆卸和安装时卡涩、“粘沾”，导致末屏不能可靠接地。
6、日常运维中监测手段
因套管末屏接地不良造成的事故影响较大，为了保证设备的安全稳定运行和及时发现设备的不稳定性，建议在运行维护中非常有必要开展以下工作：
（1）红外测温装置对高压套管应用：任何温度高于绝对零度的物体都在不停地辐射红外线，红外成像技术目前已经非常成熟可靠，利用其对高压套管准确测量运行中的温度异常部分。可以及时有效的发现外部引线、末屏和整体性温升。但对于内部放电容量较小的绝缘故障，不易发现。
（2）在红外测温的基础上增加高压套管运行中的超声波检测：电气设备在产生放电或缺陷时会发出超声波信号，并在一定距离内沿直线传播，具有良好的束射性和方向性。超声波检测非常适合日常设备的巡检，及时发现高压设备运行绝缘放电缺陷。在电气设备发生局部放电时，空气由于局部高强度电场而发生电离，该过程通常由电压引起，并产生微小的热量，此时产生的超声波信号沿直线传播，实现远距离超声波局部放电检测，能大大弥补红外检测对内部小容量放电检测不灵敏的短处。
（3）对油浸式高压套管开展在线气体监测：油浸式高压套管体积小，储油量低，不易补油，故不宜取油样试验，取油试验可作为后备鉴定试验项目。利用光声光谱检测技术，对运行设备的绝缘油中溶解的H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6，油的微水、油温等时时监测以获取油中溶解气体及微水的在线数据信息，及时了解设备绝缘状况，及时维护检修，避免事故发生。
7、结论
本文中对变压器套管末屏接地型式中存在的问题进行了简单的分析，结合检修中实际遇到问题提出了改进措施及建议，并就以后设备运维中提出几点高压套管监测手段，使有关人员认识到正确安装套管末屏接地装置与维护的重要性。
参考文献：
[1]王静，刘国跃，220KV变压器套管末屏接地不良缺陷分析[J]，中国科技博览，2011
[2]陈润晶，王世阁 油浸电容式套管末屏故障分析及处理[J]，变压器，2009
[3]IEC标准，第一类、第二类、第三类。
作者简介：
赵保义，1990-2-13，男，助理工程师；本科；单位：华润电力江苏检修有限公司彭城项目部；专业岗位：电气检修岗；邮箱：397231221@qq.com
王平，1989-08-28，男，助理工程师；本科；单位：华润电力江苏检修有限公司彭城项目部；专业岗位：电气检修岗；邮箱：595579224@qq.com
王继承，1989-06-17，男，助理工程师；本科；单位：华润电力江苏检修有限公司彭城项目部；专业岗位：电气检修岗；邮箱：499080327@qq.com
论文作者:赵保义,王平,王继承
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：套管论文; 引线论文; 电容论文; 帽顶论文; 变压器论文; 法兰论文; 金属论文; 《电力设备》2018年第34期论文;