穿墻套管試驗方法的探討

馬衛(wèi)東，黃耀東

運城市恒運電力工程維護有限公司，山西運城 044000

0 引言

穿墻套管是電力系統(tǒng)中廣泛使用的一種重要電器，它的作用是使高壓導(dǎo)線安全地穿過接地墻壁，從而與其他設(shè)備相連接。因此，它既具有絕緣的作用，又有機械上的固定作用。

穿墻套管在運行中的工作條件非常惡劣，所以常常因為絕緣的劣化而造成損壞，導(dǎo)致發(fā)生電網(wǎng)事故，因此，在交接試驗和預(yù)防性試驗過程中，對穿墻套管的試驗必不可少。

穿墻套管的試驗項目一般有：測量絕緣電阻；測量20kV及以上非純瓷套管的介質(zhì)損耗角正切值和電容量；交流耐壓試驗；絕緣油試驗或SF6 氣體的試驗等。

1 原因分析

1.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

電容式穿墻套管利用電容分壓原理調(diào)整電場，使導(dǎo)電管的徑向和軸向電場分布更均勻，保證了設(shè)備的局部放電量很低，從而具有耐壓高、體積小及性能好等優(yōu)點。

油浸電容式穿墻套管的主絕緣結(jié)構(gòu)采用絕緣紙和鋁箔電極交替纏繞在導(dǎo)電管上，組成一串同心圓柱型串聯(lián)電容器，使電場分布在徑向和軸向上得到了有效的均勻，電容屏數(shù)目越多，絕緣中電場分布越均勻。主絕緣經(jīng)真空干燥而除去內(nèi)部空氣與水分，并用變壓器油充分浸漬處理后成為電氣性能極高的油紙組合絕緣體，從而使絕緣耐受電壓水平得到了極大提高。其中靠近高壓導(dǎo)電部分的第一個屏為首屏，它與一次導(dǎo)電部分相連，最外一層屏稱為末屏，通過絕緣瓷套引出接地。通過末屏可以測量其電容屏的電容量和介損，從而判斷電容屏的絕緣狀況，掌握絕緣性能。通過末屏測量端子能有效地發(fā)現(xiàn)主末屏絕緣受潮、絕緣油劣化、電容屏間開路或短路等缺陷，但運行中末屏如開路，末屏將形成高電壓，極易導(dǎo)致設(shè)備損壞。

在運行中為了保證設(shè)備和人身安全，末屏必須可靠接地，套管生產(chǎn)廠家也無一例外地在說明書中明確要求末屏必須接地。如果由于各種原因造成末屏沒有接地或接地不良，輕者將發(fā)生設(shè)備運行異響或造成開關(guān)跳閘，重者將使設(shè)備爆炸或著火，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行， 而對巡視人員也是一個巨大的人身安全威脅。

1.2 常規(guī)試驗方法

在預(yù)防性試驗中，我們針對穿墻套管的特點主要進行絕緣電阻的測量和介質(zhì)損耗角正切值和電容值的測量。通過對穿墻套管主絕緣及電容型套管末屏對地絕緣電阻的測量，初步檢查穿墻套管的絕緣情況。而對穿墻套管進行介質(zhì)損耗角正切值的測量，是為了更靈敏的發(fā)現(xiàn)穿墻套管的絕緣狀況所進行的更準(zhǔn)確的界定。

穿墻套管通過以上項目的試驗，可以比較靈敏地反映出絕緣受潮或其他某些局部缺陷，特別是測量末屏對地的介質(zhì)損耗角正切值測試，更容易發(fā)現(xiàn)缺陷。

1.3 發(fā)現(xiàn)缺陷

在今年的預(yù)防性試驗中，我們在對煉鋼廠的一座110kV 變電站穿墻套管的試驗中，偶然發(fā)現(xiàn)，在對一組穿墻套管進行正接線測量介質(zhì)損耗角正切值和電容量時，先進行了一次反接線測試，發(fā)現(xiàn)其中有一相的介質(zhì)損耗角正切值明顯偏大，具體測試數(shù)據(jù)如下：

相別tgδ%CX(pF)絕緣電阻（MΩ）A 0.353 683.5 50000+B 1.526 690.2 50000+C 0.307 688.4 50000+

由于是反接線測試，外界干擾因素較多，隨后對外絕進行了清掃和擦拭，拆除了連接引線，重新測試后，數(shù)據(jù)如下：

相別tgδ%CX(pF)絕緣電阻（MΩ）A 0.311 679.7 50000+B 1.512 687.5 50000+C 0.302 683.2 50000+

根據(jù)測試結(jié)果分析，外界因素影響不大，隨后，拆除末屏接地小蓋，重新進行正接線測試，數(shù)據(jù)如下：

相別tgδ%CX(pF) CN(pF)絕緣電阻（MΩ）A 0.189 421.9 422 50000+B 0.215 425.3 421 50000+C 0.191 422.5 423 50000+

此次測試中，B 相測試值只有稍大變化，根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》分析，應(yīng)該在合格范圍，但在對末屏檢查時發(fā)現(xiàn)，末屏與電容屏的連接引線有95%以上的部分已燒斷，只有很少一部分連接在一起，外面接地小蓋由于進水受潮，已嚴(yán)重銹蝕，并有明顯的放電痕跡，由此可見，這是由于接地不良引起懸浮放電，進而造成末屏的燒損。后經(jīng)處理，將末屏接地引線更換后，重新更換接地小蓋后復(fù)測，數(shù)據(jù)如下：

相別tgδ%CX(pF)CN(pF)A 0.311 679.7 50000+B 0.308 681.1 50000+C 0.302 683.2 50000+

2 對策探討

引起套管末屏接地故障的可能原因有以下兩個方面：一是末屏接地裝置內(nèi)部故障，即末屏與小套管內(nèi)的導(dǎo)電桿接觸不良或焊接點脫落；二是末屏接地裝置外部故障，即小套管內(nèi)的導(dǎo)電桿與外部接地部位接觸故障，如外部引線斷裂、懸空或接觸不良等。

對于內(nèi)部故障主要靠保證產(chǎn)品質(zhì)量來預(yù)防，這就要求在產(chǎn)品的采購、監(jiān)造過程中把關(guān)。

對于外部故障，就需要在平時的運行中進行檢測和停電時的試驗。

在運行中，可以進行末屏部位的紅外測溫。套管末屏內(nèi)部斷裂后，末屏上產(chǎn)生的高電壓會產(chǎn)生懸浮放電，引起局部過熱，紅外測溫能夠有效地檢測到這種過熱現(xiàn)象。

停電時，采用反接線法進行介質(zhì)損耗角正切值和電容量的測試，與歷次實驗結(jié)果比較，如無明顯變化，既說明末屏接地良好，也可說明主絕緣未受潮，如有疑問，可進行正接線測試，進一步分析可能出現(xiàn)的問題。

3 結(jié)論

通過此次試驗分析，末屏接地是否良好，可以通過反接線法測試及時發(fā)現(xiàn)，同時，也可對主絕緣進行檢測。由此可見，在設(shè)備投運前進行交接試驗時，首先使用正接線法測量介質(zhì)損耗角正切值和電容量，與出廠值比較，是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，其次，再進行反接線法測試，記錄試驗時的初次值，以便在預(yù)防性試驗時進行比較，從而避免由于末屏接地不良造成的設(shè)備損壞。

[1]陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗方法及診斷技術(shù).