摘要：近年来国内高压套管在线监测技术开始兴起，不少发电厂装备了这样的在线监测装置，但由于该项技术处于发展初期，缺乏足够的运行经验，设计、安装不当极易引发更严重的事故。因此，加强套管末屏管理，确保运行讨程中末屏可靠接地具有重要意义。
关键词：220kV变压器；高压套管；末屏放电；处理措施
高压套管是变压器的重要组件之一，是将变压器内部高压引线引到油箱外部的出线装置的主要路径。由于运行中的变压器要长期承受工作电压、负荷电流以及在故障中出现的短时过电压、大电流的作用，因此对套管的制造、运行、检修和测试都有严格的规定和要求。近年来，在我国的一些地区发生了多起变压器运行事故，而由高压套管故障引发的事故所占的比例较大。
一、220kV变压器高压套管末屏放电现状
目前，110kV及以上电压等级的变压器套管多为油纸电容型，这种套管的特点是既有内绝缘又有外绝缘，其优点有绝缘电气强度高；结构紧凑、尺寸小；同时又是有机、无机、液体和固体材料的组合绝缘结构。缺点是易发热、受潮。变压器高压套管的主绝缘结构采用绝缘纸和铝箔电极交替缠绕在导电管上，组成1个同心圆柱形串联电容器，使电场均匀分布，电容屏数越多，电容分布越均匀。其中，最靠近导电柱的电容屏称为首屏，最外层称为末屏。末屏由小瓷套管引出，位于整个高压套管的底部，运行时必须可靠接地，停电检修时，为试验提供测量端子。因此，套管末屏作为内部绝缘和外部绝缘交界的媒质，其运行质量成为衡量内部绝缘状况的重要指标，一旦高压套管末屏产生安全隐患，将导致整个套管甚至变压器出现重大缺陷故障。
二、常见的套管末屏安全缺陷
2.1末屏固定方式设计存在缺陷
常见的末屏固定方式主要有内置式、外置式接地2种。内置式接地结构分为弹簧装置常接地结构和非弹簧装置常接地结构。弹簧装置常接地结构是通过弹簧片和引线柱相连接，接地盖内弹簧卡正好可以固定引线柱，接地盖旋紧后通过本体连接接地。这种接线方式的优点是结构简单、接地可靠，缺点是当弹簧片弹性减小或变形时，容易造成卡涩或者弹性失效等现象，进而引起与末屏引线柱接触不良，影响套管的安全运行。非弹簧装置常接地，这种结构的特点是简单、可靠，外部不仅有双层护罩，而且加装备母，使内部能够更好地与外部隔绝，避免受潮、受冲击等。外置式（无护罩）接地分为硬连接接地和软连接接地方式。这种接地方式的特点是可以直观地看到套管末屏接地情况，缺点是外连硬接触若引线柱伸出长度和接地外螺纹尺寸配合不当，会造成套管末屏接地不良。
2.2密封不严导致雨雪侵蚀
套管末屏的密封性能直接关系到整个变压器的安全生产和运行，影响密封性能的因素主要有以下几个方面。
（1）设备结构：采用外置式的套管末屏极易引起雨雪入侵，设备长期处于外露状态，风雨雪霜的侵蚀异常严重，导致末屏受损。
（2）试验人员：试验后由于螺纹或者螺丝锈蚀拧不紧导致套管不能可靠接地。
（3）自然环境：由于特殊的地理位置和气候原因，恶劣天气致使套管末屏受风雪侵蚀（外置式）。
2.3长期满负荷运行产生高温劣化
对于建在工业园区的变电站，变压器长时间在满负荷状态下运行，油温经常居高不下，一旦末屏内部接点有断股或者虚焊现象，高温会引起末屏引线的进一步劣化，致使末屏引线在内部断裂，造成悬浮电位，甚至对壁体放电；严重时，产生的高温导致套管出现裂纹。
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2.4运行中经常受到冲击影响使用寿命
运行中的变压器难免会受到线路或者近区的短路冲击，目前我市所辖各变电站，其供电目标多为高耗能企业，这些企业经常会因人为或环境原因使供电变压器受到短路电流冲击，这种冲击产生的电动力对主变压器冲击很大，严重时可使主变压器喷油。诸如此类的机械振动严重影响了套管末屏的使用寿命，容易使末屏内部接线断裂。
三、解决措施
3.1加强试验人员培养
试验人员在进行套管末屏试验时必须谨慎操作，避免套管末屏引线柱遭受外力发生扭转、拉扯。末屏绝缘测试完成后必须检查确认接地套回位正常，引线柱处于归中位置；并用万用表测试末屏引线柱与接地座导通良好。
（1）勤学习。通过理论学习，了解末屏的内部结构特点，能明确判断接线引出点等；同时，多请教老师傅，增加实践经验，做到打开防雨帽后可以从外观上判断出内置式弹簧装置的结构属性。
（2）勤练习。在培训基地多加观察和练习，做到有的放矢，尤其对于内置式弹簧装置常接地结构，切勿使用利器顶压外层弹簧杆，试验时应选用合适的销钉，严禁使用小螺丝刀或铁丝等代替。销子插入引出线杆后禁止转动，避免影响试验结果或造成销孔损伤，导致弹簧不能复位，进而导致密封不严，出现渗油现象。
3.2采用内置式高压套管末屏
由于设计方面的原因，很多外置式套管的引线截面比较小，易受环境影响导致锈蚀；同时，经过多次拆、接试验，发现设备会不停地振动，极易发生断股现象，进而引起发热断裂。为避免这类事故的发生，建议在设备选型时选择内置式末屏结构，接地方式可靠，易于拆卸试验。对于外置式老旧设备，应进行优化末屏引线改造，外加1条有绝缘保护层的引线并接至专用接地柱上，导线两端用螺栓焊接，方便拆卸。
3.3定期进行红外测温
定期对变压器套管进行红外测温，尤其加强对高压套管末屏处测温检查。在度夏期间、主变压器受到外力或者电动力冲击后，需增加测温次数，以便及时发现和消除末屏接触不良或者振动断线造成的过热问题。
3.4采用在线监测技术
新兴的在线监测技术可以实时了解设备的运行状况。高压套管的在线监测多数采用耦合方式，在末屏接地部位耦合后接地，将耦合的数据实时显示，供运行单位参考。这种方法对变压器高压套管的安全运行起到了很好的监视效果，可以及时发现问题、及时处理，降低事故发生的概率。
3.5套管更换注意事项
变压器高压套管更换技术要求较高，对环境要求严苛，尽量缩短变压器露空时间，减少水分侵入是保证套管更换成功、缩短绝缘油脱水脱气时间，压缩后续工期的重要手段。在套管更换作业时，制订细致的作业流程，以套管开始拆卸作为工期零点编制作业流程和工期计划，主要流程、工序以精确至分钟级别的要求进行控制，目标清晰明确。作业前，对所需各准备工作和材料、工具列出清单，逐项落实；组织施工人员进行全面、细致的技术交底，对各环节、流程的技术要求和外部条件进行详细介绍，确保作业顺利。套管更换作业（从变压器本体开始排油至变压器真空度合格）总用时最好在8h内，实现控制时间的目标。
结语：
末屏是变压器套管的重要部位，其性能状况将直接影响到套管的安全、可靠运行。因此，在安装、检修、运行、试验等各个环节要加强管理，规范操作，确保末屏性能、状况良好，以免出现由于末屏原因引起套管故障。
参考文献：
[1]内蒙古电力（集团）有限责任公司。输变电设备状态检修试验规程[R].呼和浩特：内蒙古电力（集团）有限责任公司，2015：10.
[2]柳玉水，李志强。油浸变压器高压套管末屏异常分析及处理[J].黑龙江电力，2017，32（5）：396-398.
[3]莫登斌，孙小梅，雍军。电容式CT/套管末屏接地故障的原因分析及对策探讨[J].变压器，2016，47（8）：63-65.
论文作者:李昌蕾,苏良文,许岩峰,张国珍
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/17
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