一起220kV变压器高压套管末屏绝缘数据异常事件分析与处理论文_李瑞通

摘要：本文主要讨论了高压套管末屏的结构及其优缺点，并针对一起220kV变压器高压套管末屏绝缘数据异常事件进了原因和影响分析，并提出了合理化处理建议。

关键词：高压套管；末屏；220kV变压器；绝缘；异常

引言

220kV变压器作为电力系统中电压等级变换和电能传输的一次设备，其安全运行对整个供电系统有着重要影响。而其高压套管作为变压器的重要部件之一，其主要功能是将绕组引线从变压器内部引出来，并为其与变压器油箱之间提供绝缘支撑作用，同时套管端部一次接线板可用于连接一次引线与外部母线引线。变压器在运行过程中可能会经历数次的过电压、过负荷甚至出口短路等事件，这对高压套管的质量提出了很高的要求。近些年，我国多个变电站发生的变压器跳闸事故都与高压套管故障有关，因此，在今后的工作中我们应该提高对变压器套管运行质量的重视。

1变压器高压套管末屏的结构

目前，变电站在运的220kV变压器高压侧套管均为电容型结构，电容屏尾端的抽出端子称为末屏。高压套管在日常运行过程中，末屏必须可靠接地，以防出现电压悬浮，损坏套管电容屏绝缘材质。高压套管末屏常见的结构有常接地结构、弹簧盖压接结构、外接金属连片结构等，如图1所示。

图1 高压套管末屏结构

常接地结构末屏通过引出线穿过瓷套后连接引线柱，引线柱外为接地金属护套，金属护套与套管内部接地法兰相连接，其内部有弹簧，通过弹簧压接使得引线柱与金属护套连接，从而达到末屏引线柱接地的目的。其优点是自动接地，防止由于检修检修人员失误，忘记给末屏接地带来的运行风险，缺点是弹簧在套管内部，当其出现卡涩、弹力下降等缺陷时，无法及时发现，给套管安全运行埋下较大隐患。

弹簧盖压接结构相对常接地结构较为简单，末屏引线在内部与引线柱连接，并通过小瓷套固定在套管下端，外盖内部为弹簧结构，运行中外盖压住引线柱，并通过螺纹结构与套管末屏外部接地法兰紧密连接，保证末屏运行中处于接地状态。其优点是结构简单，无需多余的螺栓部件，且连接可靠，缺点是检修人员在恢复末屏接地的过程中可能会出现弹簧移位，接地不良，并且会出现检修人员忘记恢复末屏接地，使得套管末屏运行中出现悬浮电位，影响设备安全运行。

外接金属连片结构和弹簧盖压接结构在末屏引线的引出方式上相似，但为了解决弹簧盖压接存在的问题，外接金属连片结构将弹簧盖换成了金属铜片，铜片一端与末屏引线柱紧密连接，另一端通过螺栓与套管末屏外部接地法兰紧密连接，保证套管运行过程中末屏可靠性接地。其优点是末屏接地状态肉眼可见，结构简单，缺点是螺栓在长时间运行以后，经过日晒雨淋容易生锈，可能会出现套管试验时连接片无法拆除的情况。

通过以上比较可以发现，这三种结构的末屏均有相应的优缺点，而在实际的电力生产中这三种末屏均有应用，接下来本文将结合一起末屏绝缘数据异常事件进行进一步讨论。

2案例经过

2019年7月4日，对220kV某变电站2号主变进行例行试验的过程中，发现2号主变220kV侧C相套管末屏绝缘只有1000MΩ，在用吹风机对末屏进行干燥处理以后，末屏绝缘降低为400MΩ，检查发现C相套管末屏盖子和固定压板上均有锈蚀，在末屏固定压板上的锈蚀痕迹上，还发现疑似放电痕迹，如图2所示。正常的B相套管末屏盖子和固定压板如图3所示。

图2 C相套管末屏

图3 B相套管末屏

3处理经过

按照《国家电网公司变电检测管理规定》要求，末屏绝缘低于1000MΩ时，需对末屏进行介质损耗因数检测试验，按照《GB50150-2016电气装置安装工程电气设备交接试验标准》要求，末屏介质损耗因数不应大于2%。随后电气试验人员对220kV侧C相套管进行末屏介质损耗因数测试，测试结果如表1所示。

表1 C相套管末屏介质损耗因数测试结果

经试验，220kV某变电站2号主变220kV侧C相套管末屏介质损耗因数为1.145%，交接时为0.4%，略有增加，但测试结果仍为合格。

7月5日，打开220kV侧C相套管末屏盖子，在晴好天气下凉晒数小时后，进行末屏对地绝缘电阻测试，测试结果为600MΩ。

4原因分析

通过末屏盖子和固定压板上锈蚀痕迹分析，该末屏可能存在进水受潮现象。经过电吹风干燥处理和晴好天气晾晒处理以后，绝缘电阻数据几乎没有太大变化，甚至比第一次测试数据还低，说明潮气已经进入末屏内部出不来，无法进行彻底干燥处理。

5影响分析

（1）该末屏的接地方式是通过末屏与盖子里面的铜片进行连接，铜片通过压力弹簧与盖子连接，盖子再与设备接地外壳连接。这种连接方式存在一些缺点，在弹簧变形或者压接位置倾斜时，容易造成末屏与同板接触部位变小，长时间运行后，可能会造成末屏对外壳放电。

（2）套管进水受潮后，水汽凝结在套管下部，水分一般不易渗入电容层间或使电容层普遍受潮。如果进潮量较少，时间不长，就像本次试验的220kV某变电站2号主变220kV侧C相套管，主介损无明显变化，末屏绝缘电阻较低，末屏介损略有增大，尚在合格范围之内；随着时间的的推移，进潮量变大，但受潮时间不长，套管底部可能会有水分可以放出，如果水分影响到端屏，主介损会有较大增量，或者主介损没有明显变化，末屏绝缘电阻进一步降低，末屏介损继续增大，套管中的绝缘油耐压值降低；如果不进行及时处理，进潮量继续增大，受潮时间较长，潮气进入电容芯部，则主介损增大，末屏绝缘电阻降低，末屏介损继续增大，油中含水量增加，可能会造成套管绝缘类故障，引发电力事故。

6处理建议

（1）建议适时对220kV侧C相套管进行更换。

（2）在无法进行更换的情况下，运行期间应加强带电检测，并缩短检修周期。

参考文献

[1]张文峰,林春耀,孙文星,等.油纸电容式变压器套管电容心受潮的检测原理与试验研究[J].高压电器,2018(1):137-142.

[2]张云.500kV高压套管高压介损测试难点分析及对策[J].农村电气化,2018(6).

[3]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):63-68.

论文作者:李瑞通

论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/21

标签：套管论文;  引线论文;  结构论文;  变压器论文;  高压论文;  弹簧论文;  盖子论文;  《基层建设》2020年第1期论文;