关键词：电力变压器高压套管；结构原理；试验技术
变压器套管的作用是将变压器各侧绕组的引出线分别引到油箱的外部，不但可作为引线对地的绝缘，而且担负着固定引线的作用。由于变压器对应的二次设备所需电流互感器的绕组较多，变压器三侧的专用电流互感器无法满足其二次设备电流回路的需要，因此，通常在变压器的套管中安装电流互感器，给变压器的二次设备提供二次电流。但是目前变压器套管电流互感器（以下简称TA）的相关试验都是在变压器套管TA安装前或卸掉后，在地面进行相关的试验，变压器套管TA安装在变压器本体后并没有带着变压器一起做相关的试验，这样就不能对变压器套管TA电流回路做彻底的检查，存在隐患。特别是变压器中性点套管TA，既使主变投运后正常情况下其二次回路也没有电流，无法进行带负载检验，存在极大的隐患。电力系统曾发生多起因变压器套管TA二次回路存在问题而引起电网的恶性事故。本文中笔者主要介绍变压器套管TA的一些试验方法。
1.油纸电容型套管的结构原理
当前，在人类社会发展的过程中，所采用的电力变压器套管有很多种，这些电力变压器高压套管在不同的情况下有着不同的使用功能。而在一般情况下，人们都是采用的油纸电容型套管，这种套管主要是通过由此多层绝缘纸电容芯子，来对变压器中电场分布情况进行适当的改善，并且根据设计的相关要求，在电容芯子夹层的位置上安设铝箔，从而在电力变压器的内部结构中形成一串同轴的圆柱电容器，以确保套筒的正常使用。
2.预防性试验技术
油纸电容型套管在使用的过程中，为了防止电力变压器高压套管出现故障，人们就要对套管采用定期停电的检测试验的方法，来对油纸电容型套管进行预防性试验，从而保障电力变压器的正常运行。
2.1主绝缘试验
对主绝缘介损值进行试验的过程中，电力设备的介损值的增加，主要是由于高压套管本质质量问题或者在使用过程轴受到周围环境的影响而引起的。而如果发现介损值出现异常货负值的现象，那么就很有可能隐身因为高压套管据接地不良，以及相关设备受潮所引起的，因此为了保障电力变压器的正常运行，人们就要采用正确的连接方法，对主绝缘体进行施工处理。在油纸电容型套管正常使用的过程中，有时会出现电容量增加的现象，这主要是因为技术人员对电力设备密封不严，使得设备受到外界因素的影响，从出现受潮的情况。而当套管内出现漏油的情况，使得外界空气进入到电力设备当前，那么这就会使得电压器的电容出现降低的现象。
2.2末屏试验
对变压器绝缘电阻的测量，在整个变压器压高压套管预防性时间当中有着十分重要的意义。人们可以通过对末屏绝缘电阻数值的相应情况，真实的反应出变压器的外层结构的绝缘水平，以便于人们对变压器主绝缘结构进行防潮处理。
2.3将军帽的密封性以及与导电杆的接触情况检查
将军帽外面密封圈密封不良时，潮湿的空气进入将军帽里面空腔，使将军帽与导电芯杆连接的内螺纹氧化，导致将军帽与导电芯杆接触接触不良，容易造成套管将军帽运行中异常发热。有些设计不合理的防雨罩，因与导电芯固定销接触不良处于“悬浮电位”，对瓷套产生高频放电，引起主绝缘介损测试值异常变大。
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3.变压器套管电流互感器的极性测试方法
电流互感器极性测试时，其接线正确与否直接影响到变压器保护能否正确动作。常规TA的极性测试用9V电池加在电流互感器一次侧的两端，用直流毫安表接在电流互感器的二次绕组的两端，根据直流毫安表指针转动的方向来判别二次绕组的极性。但是当高压侧套管TA安装在变压器上后，TA的非极性端在变压器内部，无法用直流电池在变压器套管TA一次侧两端施加电压，其极性的测试方法不同于常规TA的极性测试方法。 当变压器高压侧套管TA安装在变压器上后，高压侧套管TA的非极性端和中性点TA的非极性端在变压器内部相连，L1和L2之间的阻值较大，若在L1和L2间施加9V的电压，其二次绕组无感应电流输出。因此试验时在变压器套管TA的极性端L1和中性点TA的非极性端L2上施加220V的直流电源，同时将变压器低压侧三相短路，试验时变压器中性点接地刀在断开位置，短时按下按钮后松开，电流L1从L1端流入，L2端流出，同时在套管TA和中性点TA二次绕组中感应的二次电流I2，从K2端流入，K1端流出。直流毫安表指针正转，此时就认为L1和K1的极性正确，也称这样的电流互感器极性标志为减极性；反之则为加极性。除特殊要求外，电流互感器均为减极性。正常情况下加极性则认为极性错误。在整个试验过程中变压器中性点地刀在断开位置，否则将造成直流电源接地现象。
4.变压器套管电流互感器的升流试验方法
电流互感器的升流试验就是利用外加电源通入电流互感器的一次绕组，分别检查二次回路中各元件的电流、进出端极性、相位，继电保护和安全自动装置的动作情况，以判断回路接线是否正确；另外，电流互感器的升流试验也是检验电流互感器二次回路的有效手段，同时也是检验电流互感器二次回路的最后一道防线。一旦电流互感器的升流试验工作结束，禁止在其二次回路上进行任何工作。常规电流互感器的升流试验是将TA升流器接在电流互感器的一次绕组的两端，在其二次侧感应出二次电流。但是变压器套管TA安装在变压器上，套管TA和变压器中性点TA在变压器内部连接后，两者之间的阻值较大，如果将升流器一端加在变压器套管TA，另一端加在中性点TA的一端，其二次无法感应电流。因此绝大多数单位在对变压器套管TA做升流试验时都是将变压器套管TA卸掉后，在地面上进行试验，这种做法既浪费时间又不科学。因为这仅仅是检查了变压器套管TA本身的变比，并没有检查变压器套管TA的相关二次回路。笔者以高压侧220kV、低压侧110kV双绕组变压器为例,介绍变压器套管TA做升流试验的方法。
5.变压器套管TA二次回路接地
电流二次回路必须有一点接地。如果二次回路没有接地点，接在互感器一次测的高电压，将通过互感器的一、二次绕组间的分布电容和二次回路的对地电容形成分压，将高电压引入二次回路，其值决定于二次回路对地电容的大小。如果互感器二次回路有了接地点，则其二次回路对地电容为零，从而达到保证安全的目的。所以套管TA的二次接地除差动保护外，一般应在变压器本体端子箱经端子接地。当变压器套管TA不用时，应在变压器套管TA二次接线箱内短接接地。
结论
本文中笔者介绍了变压器套管TA的试验方法，其变压器套管TA的伏安特性和10%误差曲线等试验都应该在套管TA安装在变压器上后再进行。实际工作中应总结新方法、新技术，杜绝因为试验方法的错误造成误检验和漏检验而导致的保护装置不正确动作的问题。
备注：职创项目《主变套管顶针式末屏试验专用辅助工具》031300KK52180068
参考文献:
[1]胡伟，许佐明，张施令，谢雄杰，黄华，彭宗仁.雷电冲击试验中特高压油纸电容式套管末屏电位升高原因分析[J].高电压技术.2013（03）
[2]唐惠.水布垭水电站3号主变C相低压套管Z末屏接地装置损坏故障分析及处理[J].水电与新能源.2013（02）
论文作者:汲旭
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; 极性论文; 回路论文; 绕组论文; 电流互感器论文; 高压论文; 《科学与技术》2019年第22期论文;