（南京电气高压套管有限公司 江苏南京 210046）
摘要：变压器高压套管是将变压器内部的引线引到油箱外部的出线装置，其主要起的是固定引线和保证引线对地绝缘的作用，测量变压器高压套管电容量和介质损耗因数是检查变压器高压套管运行情况的重要行试验项目之一，本文主要针对变压器高压套管介损数据异常原因及措施进行了研讨。
关键词：变压器；高压套管；介损数据；异常原因；措施
变压器高压套管的主要作用是将高、中、低压绕组通过高压引线从变压器箱体引出，固定引出线并与外壳保持良好绝缘。电容型高压套管根据串联电容分压原理制成，目前广泛应用于110kV及以上电压等级的变压器中，主要由电容芯子、上下瓷套、安装套管及其它部件组成。电容芯子由高压电缆纸和导电铝箔组成，是电容型套管的内绝缘；上下瓷套与电容芯子间充满了检验合格的变压器油，这些变压器油起到绝缘和散热作用。
在电力设备检修过程中，通过某种试验项目，测量表征设备绝缘状态的相关参数，以发现设备存在的安全隐患。电容型套管的试验项目为绝缘电阻、介质损耗因数（简称介损）和电容量测试。介质损耗因数对设备绝缘的劣化变质和小体积的局部缺陷反映较灵敏；电容量对设备是否受潮反映较灵敏。2015年～2017年，某局高压试验班在对变压器进行预防性试验工作中发现几支变压器高压套管存在介损值超标现象，其测量值已超过《输变电设备状态检修试验规程》（以下简称规程）的规定值，而高压套管电容量却没有明显变化。现场对高压套管进行相应的技术处理后再次测量，介损值恢复正常。
1试验情况
某日，在110kV某变电站＃2主变的预试工作中，对O相电容式套管进行介损值和电容量测试时，发现介损值严重超标，而电容量与历次测试值基本相同，套管试验数据见表1。根据《规程》，主绝缘电阻值不小于10000MΩ（注意值），末屏对地绝缘电阻值不小于1000MΩ（注意值）；电容型套管电容量初值差不超过±5％（警示值），介质损耗因数需符合表2要求。
由图1可知，不同电压下的介损测量值没有明显变化。结合套管绝缘状态，排除套管受潮、劣化影响后，将高压套管的将军帽打开，松开导电杆的固定螺栓后进行复测，介损值为0.285％，电容量为398pF，符合规程要求。
2原因分析
2.1电容量分析
电容型套管的电容芯子由导电杆、绝缘层、铝箔层构成，以导电杆为圆心，绝缘层和铝箔层交替缠绕在导电杆上，形成同心电容器，即电容屏。导电杆连接绕组处于高压电场中，最外一层电容屏（末屏或地屏）直接接地。因此，在结构上形成与电容屏数对应的等效电容相串联。
在设备运行中，套管内的绝缘油长期处于高电场、高温条件下，在这些因素的影响下分解出少量的气体，以气泡形式悬浮在绝缘油中。气泡形成的等效电容C0与套管电容芯子的等效电容C是并联关系。绝缘油的相对介电常数εr为2.2，空气的相对介电常数εr为1，油中溶解气体形成的有效极板面积远小于套管电容芯子的极板面积。由C＝εS／d可知，C0远小于C，因此C总＝C0＋C≈C，即变压器套管整体的电容量变化不大。
2.2介损分析
在电场作用下没有能量损耗的理想介质是不存在的，总会有一定的能量损耗，包括由电导引起的损耗和某些有损极化（如偶极子极化、夹层极化等）引起的损耗。通常，良好绝缘油的损耗是很小的；在交流电场下，其电场的分布与介电常数成反比，因此油中有气泡等杂质时电场的分布形式发生改变，电场主要集中在气泡上，当电场强度达到一定的数值，产生局部放电（但未发生击穿放电）时，局部放电会使介质损耗急剧增加，表现为介损测量值明显增大。无论气泡以何种形式存在于绝缘油中，气体的存在都会使介质损耗明显增大。当套管的将军帽和导电杆的固定螺栓打开后，套管内部压力变小，油中气体排出，绝缘油恢复到良好的绝缘状态，介损值便减小到合格范围内。
结语
综上所述，发现介损测试数据异常的主要原因是套管在长期的运行中，受到电场强度、温度、气压等影响，绝缘油分解产生微量气体并溶解在油中。在打开将军帽和松开导电杆的固定螺栓后，套管内部气压减小，油中气体以气泡形式析出，介损值也出现明显的变化。针对上述情况给出以下建议：选择质量、密封性较好的设备，避免空气进入高压套管，影响试验数据的判断分析；测试油纸电容型设备介损值时，应注意观察套管绝缘油的油位，充分考虑油中气压或气体对试验数据的影响，排除多方面的影响因素；由于不同的试验对设备缺陷的灵敏度不同，因此需多方面综合考虑，排除外界干扰因素，正确判断设备的绝缘状况；在平时的工作中，多积累经验，理论与实际相结合，不断提高分析异常数据的能力。
参考文献：
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[2]温爱辉.一起变压器高压套管介损异常增大的原因分析[J].科技传播，2014（18）.
[3]朴光智，孙垚.针对高压电套管介损试验进行分析[J].中国科技投资，2014（A05）：166-166.
论文作者:张译丰
论文发表刊物:《河南电力》2018年3期
论文发表时间:2018/6/27
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