110kV及以上變壓器油浸式電容型套管常見故障分析目錄TOC\o"1-2"\h\u12584110kV及以上變壓器油浸式電容型套管常見故障分析 17584摘要 124115引言 119151變壓器套管結(jié)構(gòu)分析 250732變壓器油浸式電容型套管常見故障分析 3150282.1套管接頭過熱 3299642.2變壓器套管滲漏油 3166232.3套管進(jìn)水受潮 452964變壓器油浸式電容型套管常見故障對應(yīng)措施 4150033.1套管安裝 5202233.2套管裝配 56013.3電容屏檢修 6199513.4其他措施和建議 621681總結(jié) 729836參考文獻(xiàn) 7摘要通過知網(wǎng)的技術(shù)信息中心文獻(xiàn)檢索，對110KV及以上變壓器套管的典型故障與故障案例進(jìn)行了分析與整理。通過對常見的套管缺陷及其失效類型的總結(jié)，詳細(xì)分析了其結(jié)構(gòu)和失效情況，重點(diǎn)分析了各種問題的失效原因，并給出了預(yù)防措施和建議，為今后的檢修決策和分析工作打下了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵字：變壓器；套管；檢修引言變壓器是用于調(diào)節(jié)電壓和電流的功率器件。變壓器是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，它不僅要求設(shè)備數(shù)量龐大，而且要求性能優(yōu)良，操作安全。變壓器由鐵心，繞組，絕緣體，油箱，套管等組成.變壓器繞組的電線由外殼外穿出，起絕緣、固定、向外傳遞電流的作用，它必須能適應(yīng)多種環(huán)境，并有一定的機(jī)械強(qiáng)度，是變壓器中的一個關(guān)鍵部件。套管必須選用不同的電壓、電流等級，外層絕緣材料是陶瓷。套管有純瓷套管，充油套管，充氣套管，電容套管。而電容器套管是以電容器為主要的絕緣材料，可分為：膠紙、油浸電容兩大類。本文從油浸電容套管的故障和維護(hù)等方面闡述了自己的看法。套管是變壓器的主要部件，它把變壓器內(nèi)部的高、低壓引線引至箱體外部，是變壓器的主要載流部件，同時也是變壓器內(nèi)部和外部能量的交流通道，并具有接地絕緣、支撐導(dǎo)線、隔離外部等功能。所以，密封性能，電氣強(qiáng)度，機(jī)械結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性都是非常關(guān)鍵的。變壓器套管一旦出現(xiàn)故障，將會對變壓器的正常工作和電力系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生很大的影響。末屏放電、套管接頭發(fā)熱、套管進(jìn)水受潮等故障或異常，雖然短期內(nèi)不會造成任何危害，但若不能及時排除，則會造成非常嚴(yán)重的后果，特別是套管的電容芯一旦放電等問題，將會造成套管爆炸、主變壓器起火。所以，必須對套管的失效和不正常狀態(tài)進(jìn)行分析1變壓器套管結(jié)構(gòu)分析110kV及以上變壓器常用套管為油浸電容式套管。油浸電容式套管主要由接線頭、儲油柜、（上、下）瓷套、導(dǎo)電結(jié)構(gòu)、中間接地法蘭、電容芯子、末屏等部件組成，其中導(dǎo)電結(jié)構(gòu)分為穿纜結(jié)構(gòu)（額定電流在1250A及以下）和導(dǎo)電桿結(jié)構(gòu)（額定電流大于1250A），套管接線頭主要由接線板（或端子）、引線接頭（導(dǎo)電頭）、定位銷、定位螺母、螺釘螺栓和橡皮墊圈等組成。套管末屏接地型式分為3大類：外置式、內(nèi)置式和常接地式，如圖1~圖3所示。圖1彈簧片式和螺旋帽式末屏接地方式圖2頂針式末屏接地方式2變壓器油浸式電容型套管常見故障分析2.1套管接頭過熱在三個部位出現(xiàn)了套管接頭過熱：端子板和外部引線連接；引線端子（一般是指將軍帽）和接線板之間的連接；變壓器繞組引線與導(dǎo)線端子之間的連接。在此情形中，因?qū)Ь€頭與變壓器內(nèi)部繞組導(dǎo)線的接合處出現(xiàn)過熱故障，這是因?yàn)樗鼈兌际怯脤?dǎo)線擰緊或擰緊而無法完全擰緊的。套管接合不良、導(dǎo)電膠硬化、接觸面不平整、接觸面不平整、螺紋公差、加工尺寸、接觸線長度、套筒定位銷變形、安裝不合理、定位螺帽脫落、松動等。接觸不良不僅會造成套管的高溫，還會導(dǎo)致套管的絕緣測試超過規(guī)定的限度。接觸不良的缺陷如不能及時處理，將在接觸電阻、高溫、氧化層等方面形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致導(dǎo)線接頭燒損、熔焊或損壞。目前，針對套管接頭發(fā)生過熱失效的原因，主要有：增加主變套管的紅外溫度；如果套管溫度過高，則要馬上關(guān)掉電源，打磨或更換，維修前后要做直流電阻測試，必要時還要做回路電阻測試；對高溫高、不能立即進(jìn)行停電處理的套管，應(yīng)加強(qiáng)巡視，并嚴(yán)格控制負(fù)荷；如果套管存在設(shè)計缺陷，可以在其帽子上加泥，或者使用梅花型接觸器，使其與將軍帽的接觸面增加。2.2變壓器套管滲漏油發(fā)生滲漏油的部位主要位于將軍帽、套管末屏、油位鏡（或油位觀察窗）、放油螺栓、套管的瓷件與金屬法蘭連接處等密封連接處，例如套管的瓷件與金屬法蘭之間是用硅填充物灌注密封，由于灌注不夠密實(shí)，在引線拉力作用下，套管上節(jié)瓷套下部與中部法蘭水泥澆結(jié)處會出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致滲漏油，滲漏油會造成套管油位下降，危及套管絕緣。套管密封失效的主要原因：一是由于檢修人員經(jīng)驗(yàn)不足，緊固力不夠，或過度壓縮導(dǎo)致膠墊變形開裂；二是由于超周期運(yùn)行或膠墊質(zhì)量存在缺陷。2.3套管進(jìn)水受潮套管易進(jìn)水受潮的有將軍帽、注油孔處等密封部位。將軍帽密封處若未采用密封橡膠墊或十字槽螺栓，會導(dǎo)致密封橡膠墊壓縮量不足，密封效果不佳。注油孔處注油螺栓位于油枕上端部，若注油螺栓墊圈老化或注油螺栓缺失，水分極易通過注油螺栓進(jìn)入套管本體。套管出線端接線柱與防雨罩底座無緊固鎖定裝置，存在無防松動的設(shè)計缺陷，在引線安裝、變壓器運(yùn)行時產(chǎn)生的引線拉力及振動等影響下發(fā)生墊圈移位、松動，導(dǎo)致防雨罩失去防水作用，使得套管內(nèi)部進(jìn)水受潮。套管進(jìn)水受潮后，水汽凝結(jié)在套管下部，水分一般不易滲入電容層間或使電容層普遍受潮。如果進(jìn)潮量較少，時間不長，主屏的介損無明顯變化，末屏絕緣電阻較低，介損增大，油中含水量增加；如果進(jìn)潮量較大，時間不長，底部往往能放出水分，如果水分影響到端屏，主屏介損則有較大增量，否則，不一定有明顯變化，末屏絕緣電阻較低，介損較大，油耐壓降低；如果進(jìn)潮量很大，受潮時間較長，潮氣進(jìn)入電容芯部，則主屏介損增大，末屏絕緣電阻較低，介損較大，油中含水量增加。在變壓器將軍帽部位的絕緣油內(nèi)部壓力低于外界壓力的情況下，如出現(xiàn)密封圈性能不良，外界的水分（雨水、潮濕空氣等）可能會通過密封圈并經(jīng)變壓器的高壓引線流到引線支架和高壓繞組上，使高壓繞組絕緣性能下降并引發(fā)事故。4變壓器油浸式電容型套管常見故障對應(yīng)措施套管表面臟污吸收水分后，會使絕緣電阻降低，其后果是容易發(fā)生閃絡(luò)，造成跳閘。同時，閃絡(luò)也會損壞套管表面。臟污吸收水分后，導(dǎo)電性提高，不僅引起表面閃絡(luò)，還可能因泄漏電流增加，使絕緣套管發(fā)熱并造成瓷質(zhì)損壞，甚至擊穿；套管膠墊密封失效，油浸電容式套管頂部密封不良，可能導(dǎo)致進(jìn)水使絕緣擊穿，下部密封不良使套管滲油，導(dǎo)致油面下降。套管密封失效的原因主要有兩個方面：一是由于檢修人員經(jīng)驗(yàn)不足，螺栓緊固力不夠。二是由于超周期運(yùn)行或是膠墊存在質(zhì)量問題、膠墊老化等；套管本身結(jié)構(gòu)不合理，且存在缺陷。比如，有的110kv主變套管，由于引線與引線頭焊接采用錫焊，110千伏a相套管導(dǎo)壓管為鋁管，導(dǎo)線頭為銅制，防雨相為鋁制，這種銅鋁連接造成接觸電阻增大，使連接處容易發(fā)熱燒結(jié),導(dǎo)致發(fā)生事故；套管局部滲漏油,絕緣油不合格,套管進(jìn)水造成輕度受潮；套管中部法蘭筒上接地小套管松動斷線；接地小套管故障，使套管束屏產(chǎn)生懸浮電位，發(fā)生局部放電；套管油標(biāo)管臟污，看不清油位，在每年預(yù)試取油樣后形成虧油。在套管大修中，抽真空不徹底，使屏間殘存空氣，運(yùn)行后在高電場作用下，發(fā)生局部放電，甚至導(dǎo)致絕緣層擊穿，造成事故。針對套管油樣不合格、含乙炔氣等缺陷。采取的措施是：對套管要進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，各種試驗(yàn)合格后方可投入運(yùn)行，避免人為因素引起故障。針對套管密封不良，有進(jìn)水或滲漏油現(xiàn)象。采取的措施是：通過更換質(zhì)量好膠墊保持密封，擰緊緊固螺栓，使套管無滲漏。針對套管本身結(jié)構(gòu)不合理而引起頭部過熱等缺陷。具體措施可采用變銅鋁過渡為銀銅接觸，從而減小氧化作用。在拆、接、引過程中，要注意檢查各部位是否聯(lián)結(jié)良好，接觸面應(yīng)打磨后涂上導(dǎo)電膏，減小其接觸電阻。從而杜絕其過熱現(xiàn)象。大致可以發(fā)現(xiàn)形成缺陷有兩個途徑：第一是套管本身設(shè)計存在薄弱環(huán)節(jié)；第二是人為因素，是安裝、檢修人員在作業(yè)中造成的。在分析套管常見故障主要原因后，我認(rèn)為套管在運(yùn)輸、安裝、檢修維護(hù)等方面應(yīng)注意以下問題：3.1套管安裝在起吊﹑臥放﹑運(yùn)輸過程中,套管起吊速度應(yīng)緩慢，避免碰撞其它物體；直立起吊安裝時，應(yīng)使用法蘭盤上的吊耳，并用麻繩綁扎套管上部，以防傾倒；注意不可起吊套管瓷裙，以防鋼絲繩與瓷套相碰損壞；豎起套管時，應(yīng)避免任何部位落地；套管臥放及運(yùn)輸時，應(yīng)放在專用的箱內(nèi)。安裝法蘭處應(yīng)有兩個支撐點(diǎn)，上端無瓷裙部位設(shè)支撐點(diǎn)，尾部也要設(shè)支撐點(diǎn)，并用軟物將支撐點(diǎn)墊好。套管在箱中應(yīng)固定，以免運(yùn)輸中竄動損傷。3.2套管裝配在套管大修的裝配中應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：1、防止受潮。裝配中除要有清潔干燥的條件以外，最好能在40-50℃溫度下進(jìn)行組裝。因?yàn)殡娙菪咀訙囟雀叱霏h(huán)境溫度溫度10-15℃時能減少受潮的影響，所以最好在組裝前將套管的零部件和電容芯子加熱到70-80℃，保持3-4h，以便排除表面潮氣，盡可能在溫度尚未降低時裝配完。2、注意套管頂部的密封。套管頂部的密封可分為套管本身的密封和穿纜引線的密封?，F(xiàn)在大多數(shù)變電站的主變壓器的儲油柜頂裝有彈性波紋板，它與壓緊彈簧共同對由溫度變化起調(diào)節(jié)作用。在組裝彈性波紋板時，導(dǎo)管上的正、反壓緊螺母之間的密封環(huán)與儲油柜上的密封墊一定要配合妥當(dāng)。3、防止波紋板拉裂，以達(dá)到密封的效果。套管引線是穿纜式結(jié)構(gòu)，如果頂部接線板、導(dǎo)電頭之間密封不嚴(yán)密，雨水會沿套管頂部接線板、導(dǎo)電頭及電纜線順導(dǎo)管滲入變壓器內(nèi)部。水分進(jìn)入變壓器引線根部，將會導(dǎo)致受潮擊穿，造成停電。為避免這種情況，必須用螺栓壓緊，保證密封；中部法蘭的小套管。3.3電容屏檢修電容屏的最外層屏蔽極板即接地電屏，用一根1.5mm2的軟絞線，套上塑料管引到接地小套管的導(dǎo)電桿上，此套管叫測量端子，裝配時要注意小套管的密封和引出軟線的絕緣。檢修時，應(yīng)將套管水平臥倒，末屏小套管朝上，卸開小套管即可檢查末屏引線等情況，還可以作相應(yīng)的修理。在套管運(yùn)行和作耐壓試驗(yàn)時，其外部接地罩應(yīng)良好接地；均壓球調(diào)整應(yīng)適當(dāng)。均壓球在中心導(dǎo)管尾部，沿導(dǎo)管軸向可以上下擰動，以便能與主體引線裝配配合。均壓球必須擰緊，否則會發(fā)生均壓球與套管間放電。均壓球除了遮擋住底部、螺母、放油塞等金屬件外，還要滿足電氣強(qiáng)度的要求，即調(diào)整均壓球的位置，可以縮小套管尾部到油箱壁的絕緣距離及繞組的爬電距離，改善輻向和軸向的電位分布。如調(diào)整不當(dāng)，球面會產(chǎn)生滑閃放電，造成介質(zhì)擊穿，對套管的電氣性能危害很大；油樣閥、放油塞的質(zhì)量要好，不得有銹跡；膠墊的質(zhì)量應(yīng)良好；真空注油時，應(yīng)首先建立真空，檢查套管各部分密封情況，然后保持殘壓在133.3pa以下，按規(guī)定時間注油。注油后破壞真空時，套管油位稍有下降，若有缺油現(xiàn)象需及時加油。考慮到取油樣，應(yīng)略多注一些油。3.4其他措施和建議由于套管的電容較低，在不同的位置上，由于套管的電阻和測量電極對不完全接地的構(gòu)架、物體、墻壁和地面的雜散阻抗都會產(chǎn)生較大的影響。在不同的地點(diǎn)，這些效應(yīng)也是不一樣的，因此，測量結(jié)果往往是分散的。所以，在測量介質(zhì)損耗及其它測試時，必須將套管豎直置于適當(dāng)接地的套管架上，不得將套管橫置或用絕緣繩懸掛于任何角度，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。維修人員在拆卸終端屏小套導(dǎo)線時，要注意避免導(dǎo)桿旋轉(zhuǎn)或扭斷接地引線，測試后要恢復(fù)正常。根據(jù)本人的工作經(jīng)驗(yàn)，在完成測試后，可以使用一臺萬用表對終端屏接地進(jìn)行測試，這是一種比較可靠的方法，可以檢測出拆卸后的終端接地情況；取樣取樣時，取樣閥要緊固；拆卸導(dǎo)線時，要注意保護(hù)套管在上下、下套管時不能損壞；維護(hù)人員要密切注意油面的變化，并對其進(jìn)行補(bǔ)充。此外，設(shè)備維修人員要對套管的技術(shù)規(guī)范有一定的了解。首先要了解套管的技術(shù)特性，例如：套管的介損、局部放電、工頻耐壓、密封性測試、外觀和尺寸測試。其次要了解套管的工作狀況，例如，套管安裝時的環(huán)境溫度為-40~+40℃，變壓器安裝角與其垂直軸的距離應(yīng)小于30°。維修人員也要做到：在所有的斷電情況下，仔細(xì)地對套管進(jìn)行檢查，及時消除故障，消除安全隱患；嚴(yán)格質(zhì)量管理，采購的維修保養(yǎng)物資經(jīng)過相關(guān)部門的驗(yàn)收和認(rèn)證；持續(xù)提升自身技術(shù)，保證設(shè)備維修質(zhì)量?？偨Y(jié)變壓器套管的常見故障與失效，除了與外部環(huán)境等外部因素有關(guān)，還與生產(chǎn)質(zhì)量、制造工藝、安裝工藝有關(guān)。此外，套管失效是一個循序漸進(jìn)的過程，所以對其進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控是一種非常有效的手段。目前，對套管在線監(jiān)測的方法主要是對其進(jìn)行容量、介質(zhì)損耗、終端漏電等進(jìn)行在線監(jiān)測。參考文獻(xiàn)[1]徐龍,李豐,傅文淵.一起110kV變壓器高壓套管故障的解體分析[J].變壓器,2015(2):2.[2]陳梁遠(yuǎn),黎大健,趙堅.110kV及以上變壓器套管常見缺陷和故障分析[J].廣西電力,2022(3).[3]李旭.110kV及以上變壓器套管常見缺陷和故障與分析[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術(shù):00153-00153.[4]毛娟,鄧威.110kV變壓器油紙電容式套管介質(zhì)損耗因數(shù)異常分析[J].電世界,2017,58(3):2.[5]汪飛,王偉偉,朱振亦,etal.一起110kV變壓器電容式套管介損異常情況分析[J].電力系統(tǒng)裝備,2019(5):2.[6]蔡鷺蓉.變壓器套管末屏缺陷分析及處理[J]