摘要：电力变压器是一种可以改变电流和电压的设备，通过改变电流和电压来达到使用的目的，是电力系统中必不可少的设备。其套管引线接头发热缺陷引起的故障是变压器的多发故障。本文针对其运行中发生的一起变压器高压套管引线接头发热缺陷进行了分析，以对同类缺陷进行总结。
关键词：套管接头；直流电阻；发热；变压器
引言
变压器套管是一种应用较为广泛的电器类型，它可以保证高压导线安全穿过地面、墙壁，与其他设备相互链接。变压器套管有一定的绝缘作用，也可以发挥较强的固定作用。变压器套管的运行环境要求较高，套管头部发热问题的产生，可能引发电网事故，损害人民群众的切身利益，威胁工作人员的生命安全。近年来，电网事故的频繁发生，不仅阻碍着社会经济的飞速发展，同时也给社会主义和谐社会的构建带来了恶劣影响。进行变压器套管头部发热原因的系统性分析，制定出科学合理的改进方案，这是变压器检修人员共同肩负的重要使命，也是电力事业稳定、可持续发展的必要前提。
一、缺陷分析
某变电站一台运行中的变压器额定电压为110、10kV的双绕组主变压器，投运以来运行状况比较稳定。某日运维人员对该站进行例行红外成像检测时，发现该变压器（未达额定负荷)110kV高压侧C相套管引线接头处（将军帽)发热，温度达63.89℃，而A、B相套管相应部位温度分别为43.60℃和42.78℃，各相的同一部位温度相差较大。热像特征是以将军帽端为中心的热像图，进行红外精确测温，结果与上述基本一致。
初步分析其C相套管的发热部位主要部件有导线线夹、导电杆、将军帽以及与导电杆连接的接线板，将军帽顶端温度最高。根据热像图显示的情况，初步分析认为发热的原因可能是接线板与导电杆连接不良。根据相关检测数据得知，热点温度为63.89℃，按照红外导则，判定此发热缺陷属于一般过热缺陷，应缩短红外检测周期并加强运行监视，尽快安排处理。
二、高压侧直流电阻分析
1、测量结果。停电后，先对套管接线端子处的螺栓及引线夹进行检查，未发现明显松动和氧化发热的痕迹。然后按照规程]对该变压器进行了绝缘油色谱分析、绝缘特性和直流电阻测试，除高压绕组直流电阻异常外，变压器其他各项试验结果均合格：①高压侧直流电阻测量结果超出规程要求（各相绕组电阻相间的差别大于三相平均值的2%)。②排除导致变压器绕组直流电阻异常的各种非故障性因素：（1)采用同型和非同型直流电阻测试仪器按同样方法复测，测量结果未发生变化，可排除仪器引起的数值异常。（2)转动分接开关多次后又进行复测，A、B两相基本平衡，C相电阻依然偏大。（3)拆除接线板从高压套管的导电杆处直接测量，测量结果仍然如故，可排除接线板与导电杆连接不良引起的发热。
2、测量结果分析。为了检查各绕组电阻与以前相同部位、相同温度下的历次结果相比是否有明显差别，将试验数据换算到20℃进行比较：①CO直流电阻出现规律性偏大造成的不平衡率的偏大。②相间直流电阻比较，C相绕组直流电阻较其他两相的增幅为3%左右，而交接试验时C相绕组直流电阻比其他两相的最大增幅不超过0.58%。③与交接值比较，C相直流电阻测量值与交接时C相测量值相比有较大增长。C相电阻初值差超出规程要求（同一温度下，同相电阻初值差不超过±2%)。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆④三相电阻值大小顺序比较：“AO<BO<CO”，与交接时三相电阻值大小顺序一致。⑤将换算到同一温度下（20℃)两次直流电阻测量结果作直流电阻曲线。其C相直流电阻从1挡至17挡均偏大，然而相邻挡极间的直阻梯度符合一般变压器挡位电阻变化规律，即相邻挡极间的直阻梯度差值大致相同。这就说明发生的故障与分接开关无关，变压器内部有缺陷的可能性小（变压器绝缘特性、绝缘油试验等正常)，只有一种可能，C相绕组的首端或套管引出线的故障。此判断与C相套管顶端发热的现象相吻合，可以肯定缺陷部位与红外测温所指部位一致。⑥综合红外测温、直流电阻数据分析认为，真正发热点并不在接线板处，而在套管头部。因高压套管引线接头故障发热一般通过引线传到套管头部。因此要找到发热缺陷的原因，彻底消除缺陷，必须对套管头部进行解体检修。
三、缺陷处理
本文中，C相套管为电容型套管，套管型号BRDL3W1-126/630-3。检修人员对将军帽进行解体检查，发现定位螺母未完全紧固，用手即可旋动；套管导电杆螺纹上存在发热氧化痕迹，接线板内螺纹亦有部分发热氧化痕迹，导电杆定位销有发乌变色。由此，分析发热是由于定位螺母未拧紧，造成接触电阻增大引起的。变压器长期运行的过程中，螺纹接触面发生氧化，接触电阻进一步增大，而变压器运行中的机械振动又使得导电杆和螺母的接触压力逐渐下降。此外，例行检修及试验拆、装接线端子都要松开和紧固螺母。紧固力矩过大会造成导电杆和螺母的螺纹损伤，损伤累计到一定程度，将使定位螺母松动，螺母载流面积减小，导致引线与套管导电密封头没有可靠接触，引起过热，造成该相套管红外异常、直流电阻不合格。过热又会进一步促使接触电阻增大，加剧过热现象，若不及时发现和处理，还会继续恶化，终将酿成事故。最后，检修人员清除导电杆螺纹等处的氧化层，锁紧定位螺母并在主变引线和套管导电杆接触面上涂上导电膏，然后恢复安装进行试验。将军帽处理后复测高压侧绕组直流电阻，结果如表1所示。可知，试验数据符合规程要求，说明缺陷处理成功。变压器投运后又进行红外测温。红外成像显示温度正常，高压侧三相套管接头处温度均为40℃左右（A、B、C相应测点温度分别为40.25、41.33、40.59℃)，至此缺陷消除。
四、小结
总之，设备运维部门平常在使用电力变压器的时候就应该注意保护和清洁，注意不要使得电力变压器内部进去脏物和污水，这样可以保证电压器的安全稳定运行。套管的绝缘部分应该处理好，不然绝缘就会变成电阻，产生高温。套管应该定期检查，及时更换高质量的套管，检修的过程中应参照检修规程的规定，尽可能消除由于检修工艺引发的缺陷。
参考文献：
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[4]张浩，李军伟.电力变压器套管的故障分析及处理[J].电子世界，2013，08.
论文作者:赵影
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/29
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