（广州供电局有限公司 广东广州 510600）
摘要：对于变压器而言，要保证其稳定性，则必须要求所有变压器元件更加可靠。本文通过对一种变压器套管末屏接地缺陷的深入分析研究，旨在寻找末屏故障分析及相关整改措施的思路，并通过本文的探讨提出了相应的解决办法和建议，为变压器套管的安全、稳定运行提供参考。
关键词：变压器、套管末屏、接地端盖、故障分析、整改措施探索
一、引言
在电力系统中，变压器的地位十分重要，而变压器套管作为变压器的载流元件之一，不仅数量多而且要求性能稳定、安全可靠。油浸式变压器套管多为电容式结构，由储油柜、上下瓷套、导电杆、电容屏、接地端子等部分组成。主绝缘为油纸绝缘，由若干层同心串联圆柱形电容屏组成，最里面靠近导电杆的为零屏，最外面的为末屏，电容屏数目越多，电场分布越均匀。在变压器运行时必须保证末屏接地，才能使电容屏起到均压作用保证绝缘，否则容易引起末屏悬浮放电，甚至是套管爆炸等严重事故，因此保证末屏运行时的可靠接地是保证变压器安全运行的重要措施。
二、故障情况
某500kV变电站在试验过程中，发现#1主变B 相变高套管末屏引线端子存在严重烧蚀现象。当日常规电气试验结果合格，绕组变形测试结果无异常。（套管交接及现场试验数据如下表）。
#1 主变 B 相变高套管末屏绝缘电阻及介损测试为经表面处理后测得。
三、检查情况
测试套管介损时，测试人员首先须将末屏接地断开，并从末屏针形端子处 抽取信号进行测量。打开接地盖时，发现有较浓烈的烧糊味逸出。检查发现：
① B 相变高套管整个末屏内部呈发黑状、积聚大量碳化物质。
⑨ 变高套管末屏尺寸检查。经初步实测：在末屏接地盖充分紧固的状态下，B 相套管末屏内针形端子顶部与接地盖底部之间垂直距离约为 10mm 左右。A、C 相套管末屏内针形端子顶部与接地盖底部之间垂直距离约为 8mm 左右（螺丝帽厚度约 2mm）。该种设计方式下，套管末屏主要通过与弹簧片保持充分接触实现接地。如下示意图：
系统电压与末屏实际电位变化示意图
从检查情况可以看出：末屏接地盖在缺少接地弹簧片的情况下，套管送电后末屏将处于悬浮状态，理论上末屏与电容芯子电位相同（工频运行电压）。
低电压下（0 至 30kV），针形端子顶部对接地盖底部尚不满足稍不均匀电场击穿条件，但当电压增加至Ustart 时，针形端子根部达到极不均匀电场中尖端放电条件，根部产生电晕放电；高电压下（超过30kV），针形端子顶部对接地盖底部满足稍不均匀电场击穿条件，产生持续电弧放电，末屏处于接地状态。如此反复，针形端子顶部对接地盖底部将产生间歇性放电击穿现象，针形端子顶部与接地盖底部区域持续被放电电弧灼烧。针形端子根部将产生间歇性沿面爬电现象，并逐步向绝缘套法兰侧发展。在电弧持续放电过程中，接地盖（铸铝）及针形端子（黄铜）弧根位置被灼烧成暗色，针形端子（黄铜）弧根周围则因过热灼烧成紫铜色。两个位置放电的交替发生，造成周围绝缘强度包括空气介质、绝缘套沿面等持续下降，使得产生放电的临界条件不断减弱，放电频次不断加强，最终绝缘套表面形成一条贯穿性、低阻性爬电碳化通道，末屏由短时稳定性接地变成长期稳定性低阻接地状态，进而放电基本消失。所以，#1主变 B 相套管停电前处于运行相对稳定状态。但若外界因素如负荷、电压波动、过电压冲击、甚至振动等条件介入，那么相对稳定状态将被打破，设备有进一步劣化的较大运行风险。
为什么现有带电测试技术检测不到的若干原因讨论：1、利用超声波法进行现场测试时，主要针对变压器本体伴随着局部放电而产生爆裂状的声发射现象，其主要传递介质为绝缘油，传感器因安全距离问题，均匀布置在变压器油箱中间偏低位置，套管末屏发生局部放电时，传播途径主要为空气，无法将信号传递至本体油箱的超声波传感器；2、利用超高频法进行测试时，主要将超高频探头伸入油阀进行测试，也主要针对本体，该套管末屏放电主要为沿面放电，放电主频率较低，且传播经过空气、法兰盘、绝缘油等多种介质的衰减及反射作用，基本无法进行有效测试；3、因套管末屏下端的法兰处存在大量高温的绝缘油，末屏端子处的发热现象基本掩饰在背景中，红外热像法受到较大的限制。
五、整改措施
①确保末屏接地端盖内部接地弹簧片已紧固，接地弹簧与套管引线柱配合符合要求，检修、试验人员在拧松及上紧接地端盖时必须注意用力均匀，防止不对称挤压使接地弹簧片脱落或变形，此时套管引线柱直接通过接地盖良好接地。
②套管末屏接地（护套）盖密封及紧固检查：
必须确保末屏接地（护套）盖紧固及密封符合厂家要求。如密封圈因变形、老化等原因可能影响密封性能时，必须进行更换，所换密封圈应符合原厂配置要求。
参考文献：
[1]包玉树，王建凯.变压器套管末屏的应用实例与分析[J].高压电器，2006，42（4）：315-316.
[2]毕炳昌.电力变压器高压套管末屏异常分析及处理探讨[A].电力信息，2015，1，135-136.
论文作者:朱劲磊
论文发表刊物:《河南电力》2019年6期
论文发表时间:2019/12/11
标签：套管论文; 端子论文; 变压器论文; 均匀论文; 电场论文; 测试论文; 电容论文; 《河南电力》2019年6期论文;