关键词：变压器；套管；末屏；绝缘缺陷
提出了变压器套管端部屏蔽结构和接地装置常见的内外故障。提出了一种通过对变压器套管端面进行绝缘电阻试验、介电损耗和电容试验来判断接地装置故障的方法。实例分析表明，该方法能有效地找出套管末屏接地的缺陷，提高变压器运行的可靠性。
一、变压器套管末屏结构
变压器套管末屏接地方式可分为外置式、内置式和常接地结构式，其中外置式末屏接地引出线穿过小瓷套通过引线柱（螺杆）引出，引线柱对地绝缘，外部通过接地金属连片、接地金属软线或接地金属连接装置等与接地部位底座金属相连。末屏内置式接地引线穿过小瓷套，引线穿过接地柱，接地柱与地面绝缘。导柱外有带弹簧装置的金属套筒，与导柱紧密接触。在使用过程中，金属套管通过内弹簧的压力与套管内接地金属法兰连接，使末屏可靠接地，最外层由金属帽保护，防潮密封。其型式主要有顶针式、弹簧板、推拉式、螺旋盖式等。
二、套管末屏常见故障及判断
套管末屏接地故障有以下2种：一是末屏接地装置内部故障，即末屏与小套管内的导电杆接触不良或焊接点脱落；二是末屏接地装置外部故障，即小套管内的导电杆与外部接地部位接触故障，如外部引线断裂、末屏旋转盖内弹簧压紧不够，导210106197207262118致悬空或接地引线发生锈蚀、接触不良、密封胶垫老化、接触部分炭化、受潮等。
1.内部故障。对于内部故障主要靠保证产品质量来预防，这就要求在产品的采购、监造过程中把关。同时，利用设备停电检修的机会，通过试验方法对套管末屏内部故障进行检测。（1）末屏的红外测温。套管末屏内部断裂后，末屏上产生的高电压会产生悬浮放电，引起局部过热，红外测温能够有效检测到这种过热现象。（2）套管的介质损耗和电容量测试。介质损耗和电容量测试不仅能有效判断主绝缘的绝缘状况，还能有效地检测末屏内部故障。如果无法测试出套管的介质损耗和电容量，可以怀疑末屏内部断线。（3）末屏绝缘电阻测试。与历史数据比较，同时与同厂家的同类型、同批次的套管进行横向比较，如果末屏绝缘电阻明显增大或某相的末屏绝缘电阻大得多，可以怀疑是末屏内部断线。（4）观察套管绝缘电阻测试过程中的吸收现象。正常情况下，套管绝缘电阻测试过程中都有明显的吸收现象，如果吸收现象不明显或根本没有吸收现象，说明末屏内部故障。
2.外部故障。对于套管末屏外部，由于防水不当、引线截面比较小，长时间运行后，引线锈蚀严重，经过多次试验的拆接，加上设备的振动，容易发生断裂、接触不良、受潮等情况，导致套管末屏接地不良，产生悬浮电位放电。悬浮电位由于电压高，场强较集中，一般会使周围固体介质烧坏或炭化。高压套管电容层间电压分布畸变，可能引起电容屏间绝缘击穿，产生火花放电，甚至发生套管爆裂。对于外部故障，可以利用停电机会，进行专项检查，在新安装或停电检修后投运前验收时，实行标准化验收，末屏接地作为重点验收内容纳入验收程序。运行人员巡视时，加强对外部接线形式的末屏接地进行专项确认，可判断是否发生外部故障。
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三、套管末屏接地的优劣
1.末屏外置式接地的最大特点是可以在运行及检修中直观的看出末屏的接地是否可靠。劣势：①外置式接地长期暴露在外环境中导致金属连接线或金属片受到雨水、无机盐的腐蚀，长期使用造成金属接地线或接地片的断裂，接地点存在断开风险；②停电试验检修过程中，检修人员对末屏进行拆卸断开检查时容易使得引线柱的松动造成渗漏，如果引线柱随着转动，极易造成内部末屏接地线断裂，致使接地不可靠。
2.末屏内置式接地彻底解决了外置式接地的缺点，避免了接地部件的腐蚀以及试验、检修人员极易造成缺陷的问题。内置的末屏接地利用弹性金属夹片或接地罩进行接地，方式较为简单，但存在着一定的缺陷：①弹性金属夹片长期使用会变形或金属弹性下降导致接地点接触不良；②试验人员进行末屏试验完毕后，恢复末屏罩后不能对其进行接地导通测试，无法判断接地点是否已经可靠接地。
3.常接地结构的套管末屏，结合上面两种接地方式的优点。即避免了外环境的腐蚀，也解决了不能测量是否可靠接地的问题。通过挤压接地环，即可实现接线柱与金属外壳的分离，实现接地点的断开，便于试验人员的测试工作，松开接地环，接地环在弹簧弹性推动下回弹到金属接线柱顶端位置，接地点自动恢复导通，此时可测量末屏接地点是否可靠导通。长期使用中，该类末屏接地方式比较可靠，但在长期运行中也逐渐暴露出其缺点：①弹簧弹性下降致使接地环回弹不到位，金属接线柱与末屏接地装置外壳有间隙，导致接地点不可靠；②接地环表面产生氧化层，导致接地环接地不可靠。
四、管末屏缺陷分析及处理案例
1.缺陷及测试情况。2017年9月11日，试验人员在对某220kV变电站2号主变压器（型号为SFPSZ 240000／220，2014年9月出产）开展检修试验中，发现110 kV侧A相套管（型号为BRLW 126／1600 3）末屏对地绝缘电阻为50MΩ，随后又对套管的末屏进行了介质损耗和电容量的测试，介质损耗因数明显大于规程要求。9月12日，试验人员使用丙酮擦拭末屏引出套管，并使用电吹风烘烤表面潮气，末屏对地绝缘电阻无变化。
2.缺陷分析及处理。使用丙酮擦拭末屏引出套管，并使用电吹风烘烤表面潮气，末屏对地绝缘电阻无变化，排除了末屏瓷套表面脏污和潮湿的原因。套管的电容量和介质损耗因数与出厂值相比无明显差别，油色谱显示该套管没有过放电现象，而末屏的介质损耗因数和末屏绝缘均不符合规程标准，表明该套管末屏已经出现问题，但是并没有出现放电现象。9月12日，将试验电压升高到2kV测试末屏对地介质损耗因数，介质损失角降至合格范围；之后，测量末屏对地绝缘电阻，已上升至800MΩ左右，但数值不稳定。套管末屏绝缘时好时坏，怀疑末屏外部对地绝缘树脂材料出现问题。9月17日，由套管厂家更换套管末屏引出端子。测量更换下的末屏接线端子对小法兰绝缘，不足200MΩ，证实末屏对地绝缘电阻值低为末屏接线端子绝缘降低所致。
总之，变压器套管末屏接地是否良好对于变压器正常运行起着重要意义，工作中我们应重视变压器套管末屏接地情况，发现异常时应及时处理。随着电力行业迅速发展，电气设备种类繁多，各个套管厂家的末屏结构不尽相同。因此，我们应做好产品选型、日常维护、检修、试验工作，并能准确的判断故障成因和类型，不断总结经验，对发现的问题及时采取相应的处理或防范措施，确保变压器套管末屏处于良好的工作状态，保证变压器安全稳定运行。
参考文献：
[1]王红.变压器套管末屏损坏的处理及防范.2017.
[2]董海洋.浅谈变压器套管末屏接地装置常见故障及判断方法.2017.
论文作者:赵影1, 昌明辉2
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
标签：套管论文; 变压器论文; 引线论文; 故障论文; 金属论文; 电阻论文; 介质论文; 《科学与技术》2019年第22期论文;