摘要：电力变压器是电力系统必不可少的部分，它是一种改变电压和电流的设备。变压器内部绕组的引线靠套管引出变压器器身。因工作属性，套管需要适应各种条件，既要具有足够的机械强度，又要满足良好的绝缘性能。套管形式多样，有纯瓷套管、充气套管、充油套管、电容式套管（胶纸电容式、油纸电容式）等不同形式。套管的故障也是多种多样的。为维护电力系统安全，加强套管维护，防止套管出现问题是工作重点。
关键词：电力变压器；套管故障；检修方法；分析
1导言
电力变压器是电力系统的主要装置，可应用于众多领域，是整个电网的主要构成部分。目前我国输电线路电压等级变化巨大，由高压220kV逐步迈入超高压330-750kV、特高压1000kV交流、±800kV直流以上门槛，电位差级别进一步提升，对整个供电系统提出更严格的要求。因为电力变压器价格较高，其构造也相对复杂，电力变压器正常运行就显得尤为关键。
2油浸纸绝缘电容式套管的绝缘结构
油浸纸绝缘电容式套管是由油枕、上瓷套、下瓷套、电容芯子、导电杆、法兰和均压球等组成的。电容芯子在套管的中心导电杆外绕铝箔作为极板，油浸电容纸中间按设计要求同心安置许多带有半导体镶边的铝箔作为均压极板，电容器的零屏与中心导电杆连接，末屏由连接套管的测量端子引出。在串联电容器的作用下，使套管的径向和轴向电场分布均匀。油浸纸绝缘是套管的主绝缘，即用包缠或迭合而成的密集纸层，经过真空浸油，利用油屏障原理，形成一个接一个的屏障。绝缘层以导电杆中心线为轴心，内部同心放置铝箔，铝箔的边缘镶有半导体层，改善铝箔的这种均压电极边缘的尖端电场。由于电容纸的纤维在油中起屏障作用，而且经过真空处理，油又填充了纸中的气隙，所以这种绝缘电气强度高，特别是短时电气强度可达到100kV/mm以上。
3电力变压器套管的常见故障及原因分析
3.1电力变压器套管发热故障及原因分析
电力变压器套管常见的有发热故障。此种故障一般分为两种情况：电流型发热故障、电压型发热故障。一是套管的电流型发热故障：首先电力变压器的套管接线板和外部引接导线接线板之间的接触面积不够、加工安装工艺不符合要求。加工安装工艺要求：接触面平滑、平光垫垫圈合适、垫与垫之间留有足够的间隙、铜铝材料的接头需要经过特殊工艺加工之后才可连接；其次在导电杆的上部引出部分与接线板管型夹件配合不当或者紧固力度不够，就会使两者接触不良，导致接触电阻会变大。接触电阻变大，在电流流过时，产生的温度就越高，高温又导致接触面加速氧化而形成氧化膜，氧化膜又使接触电阻变得更大，温度更高，最终形成一个恶性循环；最后导电头内螺纹需要与变压器绕组引线接头的螺纹紧密相连，如果两者连接不紧，发生接触不良现象，就会引起发热故障。加工工艺不良或者运行振动都会引起这种故障。二是套管电压型发热故障：套管引出的导电杆绝缘不良，导电杆对套管瓷套会产生一个不平衡磁场，导致电压分布异常及泄露电流增大所引起的发热故障。
3.2电力变压器套管渗油故障及原因分析
电力变压器套管另一个常见故障是渗油，有两种情况。一是密封件由于运行时间长发生老化现象而渗油。在我国，变压器行业将丁腈橡胶作为最常用的密封材料。这种材料因材质问题会随着运行时间推移而出现老化变质。在电力变压器运行过程中，其温度分布也不均等，在某些部位的温度有可能会超过丁腈橡胶的适宜使用温度，这也会造成橡胶龟裂、老化、变质、弹性变差甚至没有弹性，最终导致渗油。二是套管的底部法兰连接处不平也会产生渗油现象。在套管与变压器本体的密封工作中，一般采用平面法兰对接的方式。在对接过程中，如果接头没有在正确的位置就会使密封垫四周的螺栓受力不均匀，那么密封垫的压缩量就会出现过大或者不足的情况。如果压缩量过大，密封垫会严重变形，使用寿命也会变短，整体密封就无法保持良好状态最终导致渗油。如果压缩量不足，变压器在运行过程中温度升高油变稀从而发生渗油。
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3.3电力变压器套管大修过程不细致
在变压器套管大修过程中，工作不细致，抽真空不彻底会使得其屏间有空气残留。当变压器投入运行之后，在高电场的作用下，由于处于非真空状态，就非常容易发生局部放电现象，严重的甚至会造成绝缘层击穿，发生安全事故。
4套管故障的处理措施
针对套管油样不合格、含乙炔气体等缺陷。采取的措施是：对套管要进行严格检验，各种试验合格后方可投入运行，避免人为因素引起故障。针对套管密封不良，有进水或渗漏油现象。采取的措施是：通过更换质量好胶垫保持密封，拧紧紧固螺栓，使套管无渗漏。针对套管本身结构不合理而引起头部过热等缺陷。具体措施可采用变铜铝过渡为银铜接触，从而减小氧化作用。在拆、接、引过程中，要注意检查各部位是否连接良好，接触面应打磨后涂上导电膏，减小其接触电阻，从而杜绝其过热现象。正确认识油浸纸电容芯子的局部放电机理，防止局部放电的发生，才能真正杜绝事故的发生。防止局部放电，应采用以下有效措施：正确选取套管绝缘的工作场强设计套管，保证长期工作电压下不应发生有害的局部放电；选用介电常数小，介质损耗小的新型绝缘纸；选用介电常数较大的浸渍剂，降低浸渍剂或气隙中的电场强度，提高浸渍剂的吸气性能；采用硅油，提高局部放电熄灭场强；改善套管的密封性能，防止套管渗水漏油。同时，可以运用在线监测，及时发现绝缘缺陷，或采用红外线热像监测。
在套管大修的装配中应特别注意以下几点：防止受潮。装配中除要有清洁干燥的条件以外，最好能在40-50℃温度下进行组装。因为电容芯子温度高出环境温度温度10-15℃时能减少受潮的影响，所以最好在组装前将套管的零部件和电容芯子加热到70-80℃，保持3-4h，以便排除表面潮气，尽可能在温度尚未降低时装配完；套管顶部的密封。套管顶部的密封可分为套管本身的密封和穿缆引线的密封。现在大多数变电站的主变压器的储油柜顶装有弹性波纹板，它与压紧弹簧共同对由温度变化起调节作用。在组装弹性波纹板时，导管上的正、反压紧螺母之间的密封环与储油柜上的密封垫一定要配合妥当，防止波纹板拉裂，以达到密封的效果。套管引线是穿缆式结构，如果顶部接线板、导电头之间密封不严密，雨水会沿套管顶部接线板、导电头及电缆线顺导管渗入变压器内部。水分进入变压器引线根部，将会导致受潮击穿，造成停电。为避免这种情况，必须用螺栓压紧，保证密封；中部法兰的小套管，电容屏的最外层屏蔽极板即接地电屏，用一根1.5mm2的软绞线，套上塑料管引到接地小套管的导电杆上，此套管叫测量端子，装配时要注意小套管的密封和引出软线的绝缘。检修时，应将套管水平卧倒，末屏小套管朝上，卸开小套管即可检查末屏引线等情况，还可以作相应的修理。在套管运行和作耐压试验时，其外部接地罩应良好接地；均压球调整应适当。均压球在中心导管尾部，沿导管轴向可以上下拧动，以便能与主体引线装配配合。均压球必须拧紧，否则会发生均压球与套管间放电。
5结论
电力变压器套管是电力系统中较为重要的部件，其不仅要有良好的绝缘性也要有机械性。除了套管本身的材质问题，检修人员的素质也决定着套管是否处于良好的运行状态。因此要加强套管的材质选购、运行维护管理，提升检修人员素质，保障电力变压器的安全稳定运行。
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论文作者:李倩
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
标签：套管论文; 电力变压器论文; 故障论文; 变压器论文; 引线论文; 温度论文; 芯子论文; 《电力设备》2019年第7期论文;