變壓器套管介損測(cè)試結(jié)果異常及處理方法淺析

郭小凱 甘 露 賀紹鵬

（1.珠海供電局，廣東 珠海519000；2.國(guó)網(wǎng)物資有限公司，北京100120）

0 引言

套管是電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一種重要電器，它能使高壓導(dǎo)線安全地穿過(guò)接地墻壁或箱蓋，與其他電氣設(shè)備連接。變壓器套管預(yù)防性試驗(yàn)的主要項(xiàng)目為測(cè)量套管的介損（tanδ）和電容量，測(cè)量末屏的絕緣電阻，套管的常見(jiàn)缺陷如劣化、受潮都會(huì)導(dǎo)致其tanδ增加，所以通過(guò)tanδ 的變化可以較靈敏地檢測(cè)出絕緣受潮和其他局部缺陷。

1 套管介質(zhì)損耗測(cè)量的基本原理

110kV 及以上套管的絕緣結(jié)構(gòu)一般采用電容型，即在導(dǎo)電桿上包上許多絕緣層，絕緣層之間包有鋁箔，以組成一串同心圓柱形電容器，通過(guò)電容分壓的原理均勻電場(chǎng)。最外層鋁箔通過(guò)小套管引出，也就是套管的末屏。套管末屏的主要作用是用以測(cè)量套管介損和電容量接線，正常運(yùn)行情況下末屏應(yīng)可靠接地。套管在運(yùn)行中除要長(zhǎng)期承受工作電壓、負(fù)荷電流外，也要求具備承受短時(shí)故障過(guò)電壓、大電流的能力，因此要求套管絕緣性能要好，需有一定的絕緣裕度。

測(cè)量套管的介損和電容量是判斷套管絕緣狀況的一個(gè)重要手段。變壓器套管相當(dāng)于一個(gè)小電容，套管頂部引線為電容的首端，末屏為電容的尾端，測(cè)試時(shí)，為保證測(cè)試數(shù)據(jù)精確，結(jié)合變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介損測(cè)試應(yīng)采用正接法接線，接線方法如圖1所示。

圖1 變壓器套管介損測(cè)量基本電路

通過(guò)調(diào)節(jié)R3和C4使電橋達(dá)到平衡時(shí)，介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量計(jì)算公式如下：

tanδ＝ωC4R4

CX＝（R4/R3）CN

式中，CN為高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，R4為無(wú)感固定電阻，ω 為角頻率，以上三個(gè)量均為定量；R3為無(wú)感可調(diào)電阻，C4為可調(diào)電容器，以上兩個(gè)量為變量。

2 常用測(cè)量方法

依據(jù)套管結(jié)構(gòu)和安裝特點(diǎn)，套管介損常用的測(cè)量方法為西林電橋正接法，正接法能排除外界干擾，抗干擾能力較強(qiáng)，測(cè)量時(shí)應(yīng)將變壓器A、B、C、O 相套管短接加壓，避免相間雜散電容影響測(cè)試結(jié)果，非測(cè)量側(cè)應(yīng)短接接地。

3 測(cè)量結(jié)果判斷標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)中國(guó)南方電網(wǎng)Q/CSG114002—2011《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定，變壓器套管介損測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 變壓器套管介損測(cè)試結(jié)果

4 套管介損測(cè)試分析

試驗(yàn)中造成套管介損測(cè)試值超標(biāo)的因素是多方面的，從大的方向分析可分為以下兩個(gè)方面：（1）外部因素引起的測(cè)量結(jié)果不合格；（2）套管本身存在問(wèn)題造成的測(cè)量結(jié)果不合格。

4.1 外部因素引起的測(cè)量結(jié)果不合格

在對(duì)試驗(yàn)結(jié)果是否合格的判斷中，首先要排除人為原因造成的試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，然后才可進(jìn)一步對(duì)變壓器進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行判斷。常見(jiàn)的外部因素造成的測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確有以下幾個(gè)方面：

4.1.1 測(cè)量?jī)x器選擇不正確，儀器本身精度不夠，抗干擾能力不足

運(yùn)行中套管介損測(cè)試一般要在變電站內(nèi)進(jìn)行，站內(nèi)設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)，經(jīng)常會(huì)有來(lái)自其他運(yùn)行設(shè)備的工頻干擾，因此，介損測(cè)試時(shí)應(yīng)采用類(lèi)工頻電源，排除工頻干擾信號(hào)。目前市場(chǎng)上的相關(guān)測(cè)試設(shè)備大多能做到這一點(diǎn)。

4.1.2 接地不良引起

首先是儀器接地不良問(wèn)題，在進(jìn)行介損測(cè)試時(shí)，儀器接地不良常會(huì)產(chǎn)生較大誤差，因此，在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)將介損儀可靠接地；如附近接地引下線表面有油漆等，應(yīng)用銼刀將表面油漆清除后再接地，保證接地良好；另測(cè)試結(jié)果有異常時(shí)，也可在儀器上多接一個(gè)接地點(diǎn)，排除地網(wǎng)引下線接地不良干擾。

其次，在套管介損測(cè)量時(shí)，要保證被測(cè)繞組兩端短接，而非測(cè)量繞組則必須進(jìn)行短路接地。這種接地方式可防止因繞組電感與電容串聯(lián)后引起的電壓與電流相角差改變，減小試驗(yàn)造成的誤差。

4.1.3 套管表面臟污、潮濕引起

現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明，套管表面臟污、潮濕會(huì)導(dǎo)致介損明顯偏大，甚至超出管理值，影響試驗(yàn)人員的判斷。一般情況下進(jìn)行清潔后介損值會(huì)明顯下降。

4.2 套管本身存在問(wèn)題造成的測(cè)量結(jié)果不合格

4.2.1 套管絕緣滲水、受潮

電容型套管電容芯子是由多層電容串聯(lián)而成，最外層即套管末屏，通常情況下，末屏運(yùn)行中應(yīng)可靠接地，并防止受潮。若套管密封性不好就很容易引起滲水、受潮，水分侵蝕電容芯子將破壞原有的絕緣性能，造成變壓器介損超標(biāo)，久而久之惡性循環(huán)，就會(huì)導(dǎo)致套管絕緣性能越來(lái)越低，甚至逐層擊穿電容屏。

4.2.2 套管末屏接地不良

由套管的結(jié)構(gòu)可知，末屏是套管絕緣最薄弱的地方，也是最容易損壞的地方，依據(jù)南方電網(wǎng)公司最新版的《110～500kV交流電力變壓器技術(shù)規(guī)范》要求，套管末屏與電壓抽頭（若有）需接地可靠牢固，并方便試驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)表明，末屏接地不良是造成事故的主要原因，一般是接地不良產(chǎn)生懸浮電位造成末屏端部靠近接地法蘭處出現(xiàn)較高電壓，形成放電，隨著時(shí)間推移，放電逐步發(fā)展導(dǎo)致絕緣越來(lái)越差，甚至使整個(gè)絕緣結(jié)構(gòu)損壞。

4.2.3 套管一次導(dǎo)電桿接觸不良

針對(duì)這種缺陷，測(cè)試中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注，通常導(dǎo)電桿與套管將軍帽之間接觸不良，造成接觸電阻過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致介損測(cè)試時(shí)阻性分量過(guò)大，從而介損超標(biāo)。測(cè)量中應(yīng)排除因接觸不良引起的介損過(guò)大影響。

5 結(jié)論和建議

（1）在套管的采購(gòu)上應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，選用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)/維護(hù)方便、結(jié)構(gòu)合理的產(chǎn)品，并嚴(yán)把出廠、交接試驗(yàn)關(guān)。

（2）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員應(yīng)熟悉不同廠家、型號(hào)套管結(jié)構(gòu)、測(cè)試方法，常見(jiàn)干擾類(lèi)型及排除方法，避免人為因素造成對(duì)設(shè)備健康狀況的誤判、錯(cuò)判。

（3）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量變壓器套管介質(zhì)損耗因數(shù)時(shí)應(yīng)將變壓器繞組連同中性點(diǎn)短接后接高壓引線，以避免變壓器繞組電感、變壓器本體電容對(duì)套管介質(zhì)損耗和電容量的影響。

（4）如因套管質(zhì)量問(wèn)題造成介損超標(biāo)，應(yīng)采用高電壓介損，跟蹤紅外測(cè)溫情況等綜合判斷套管狀況，及時(shí)排除相關(guān)缺陷。