淺析一起典型套管末屏故障及處理措施

龔杰（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司　湖南長(zhǎng)沙　410004）

淺析一起典型套管末屏故障及處理措施

龔杰
（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司湖南長(zhǎng)沙410004）

本文通過(guò)變壓器套管幾種常見(jiàn)末屏接地方式的分析介紹，結(jié)合一起典型案例分析了變壓器套管末屏接地故障形成的原因，并對(duì)該類(lèi)缺陷提出了解決方案。

變壓器；套管末屏；接地方式；接地故障

1　引言

油浸式電力變壓器是變電站的主設(shè)備，而套管則是變壓器與電網(wǎng)連接的重要組件。其作用是把變壓器箱體內(nèi)部的高、中、低壓側(cè)的引線(xiàn)引至變壓器油箱外部，通過(guò)外部引線(xiàn)與電網(wǎng)相連，同時(shí)起到引線(xiàn)對(duì)地絕緣固定的作用。同時(shí)，套管又是載流元件之一，變壓器運(yùn)行中，套管將長(zhǎng)期通過(guò)負(fù)荷電流。因此，套管不僅應(yīng)有較高的電氣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，而且必須具有良好的熱穩(wěn)定性，以承受短路時(shí)的瞬間過(guò)熱。近年來(lái)，套管末屏接地出現(xiàn)多起故障，嚴(yán)重影響主變的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高套管末屏接地的可靠性，成為當(dāng)前急需解決的問(wèn)題。

2　套管末屏接地方式

目前，變壓器高壓套管的接地方式大體上可以分為外置式、內(nèi)置式和常接地式[1]。

2.1外置式接地（通過(guò)外部接地裝置接地）（見(jiàn)圖1）

末屏的接地主要依靠一根金屬軟線(xiàn)或金屬連接片把引出線(xiàn)（引出線(xiàn)通過(guò)一個(gè)小瓷套引線(xiàn)柱引出，端部設(shè)有螺帽，可接線(xiàn)）與套管底座金屬部分相連，通過(guò)金屬外殼接地外。此類(lèi)接地方式多見(jiàn)于老舊套管。

圖1　末屏外置式接地案例

2.2內(nèi)置式接地（接地方式是通過(guò)末屏罩與接地部件接觸，接地冒再與金屬外殼接地）（見(jiàn)圖2）

套管末屏接地引出線(xiàn)焊接在接地桿上，接地桿通過(guò)小瓷套固定，構(gòu)成引線(xiàn)柱，外部利用螺帽對(duì)引線(xiàn)柱進(jìn)行固定，并壓緊瓷套及密封件對(duì)末屏進(jìn)行密封，引線(xiàn)柱外端對(duì)地絕緣，通過(guò)安裝末屏接地罩，利用接地罩中的彈簧夾片與引線(xiàn)柱直接接觸或接地罩與引線(xiàn)柱直接接觸，接地罩采用螺紋或螺帽與套管底座金屬部件進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)接地。

2.3常接式接地

該種接地方式屬于常接地形式。該類(lèi)末屏接地裝置為一個(gè)整體性設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖3。末屏接地線(xiàn)與接線(xiàn)柱焊接后利用接地裝置固定，在引線(xiàn)柱上設(shè)計(jì)有一個(gè)利用彈簧抵住的接地環(huán)，利用彈簧的彈性將接地環(huán)與接地裝置前端接觸，末屏接地裝置利用兩顆螺帽固定在套管底部金屬部件上，從而實(shí)現(xiàn)末屏的常接地狀態(tài)，外部再通過(guò)金屬外罩進(jìn)行密封、防水。

圖2　末屏內(nèi)置式接地案例

圖3　彈簧式套管末屏結(jié)構(gòu)示意圖

3　套管末屏接地的優(yōu)劣

（1）末屏外置式接地的最大特點(diǎn)是可以在運(yùn)行及檢修中直觀的看出末屏的接地是否可靠。

劣勢(shì)：①外置式接地長(zhǎng)期暴露在外環(huán)境中導(dǎo)致金屬連接線(xiàn)或金屬片受到雨水、無(wú)機(jī)鹽的腐蝕，長(zhǎng)期使用造成金屬接地線(xiàn)或接地片的斷裂，接地點(diǎn)存在斷開(kāi)風(fēng)險(xiǎn)；②停電試驗(yàn)檢修過(guò)程中，檢修人員對(duì)末屏進(jìn)行拆卸斷開(kāi)檢查時(shí)容易使得引線(xiàn)柱的松動(dòng)造成滲漏，如果引線(xiàn)柱隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，極易造成內(nèi)部末屏接地線(xiàn)斷裂，致使接地不可靠。

（2）末屏內(nèi)置式接地徹底解決了外置式接地的缺點(diǎn)，避免了接地部件的腐蝕以及試驗(yàn)、檢修人員極易造成缺陷的問(wèn)題。

內(nèi)置的末屏接地利用彈性金屬夾片或接地罩進(jìn)行接地，方式較為簡(jiǎn)單，但存在著一定的缺陷：①?gòu)椥越饘賷A片長(zhǎng)期使用會(huì)變形或金屬?gòu)椥韵陆祵?dǎo)致接地點(diǎn)接觸不良；②試驗(yàn)人員進(jìn)行末屏試驗(yàn)完畢后，恢復(fù)末屏罩后不能對(duì)其進(jìn)行接地導(dǎo)通測(cè)試，無(wú)法判斷接地點(diǎn)是否已經(jīng)可靠接地。

（3）常接地結(jié)構(gòu)的套管末屏[3]，解決上面兩種接地方式的困擾。即避免了外環(huán)境的腐蝕，也解決了不能測(cè)量是否可靠接地的問(wèn)題。

通過(guò)擠壓接地環(huán)，即可實(shí)現(xiàn)接線(xiàn)柱與金屬外殼的分離，實(shí)現(xiàn)接地點(diǎn)的斷開(kāi)，便于試驗(yàn)人員的測(cè)試工作，松開(kāi)接地環(huán)，接地環(huán)

[2]在彈簧彈性推動(dòng)下回彈到金屬接線(xiàn)柱頂端位置，接地點(diǎn)自動(dòng)恢復(fù)導(dǎo)通，此時(shí)可測(cè)量末屏接地點(diǎn)是否可靠導(dǎo)通。

長(zhǎng)期使用中，該類(lèi)末屏接地方式比較可靠，但在長(zhǎng)期運(yùn)行中也逐漸暴露出其缺點(diǎn)：①?gòu)椈蓮椥韵陆抵率菇拥丨h(huán)回彈不到位，金屬接線(xiàn)柱與末屏接地裝置外殼有間隙，導(dǎo)致接地點(diǎn)不可靠；②接地環(huán)表面產(chǎn)生氧化層，導(dǎo)致接地環(huán)接地不可靠。

4　套管末屏接地故障典型案例

2012年湖南某500kV變電站#2主變停電例試時(shí)，發(fā)現(xiàn)#2主變A相高壓側(cè)套管末屏滲油，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查后發(fā)現(xiàn)，末屏密封部位損壞，且末屏接地部位有燒蝕痕跡。該末屏接地方式屬于圖3中的彈簧接地。將該套管更換后，末屏接地部件取出后發(fā)現(xiàn)彈簧無(wú)壓縮、卡滯，接地環(huán)與底座間有間隙，見(jiàn)圖4。

圖4　故障后的套管末屏

分析末屏接地彈簧失去彈性，接地環(huán)接地不可靠導(dǎo)致末屏對(duì)地點(diǎn)有放電情況，導(dǎo)致末屏部件燒蝕，溫度上升，致使密封件損壞，繼而滲油。該套管為撫順某廠生產(chǎn)的BRDLW型套管，其末屏采用彈簧壓緊式接地方式，運(yùn)行中彈簧失效或試驗(yàn)接線(xiàn)中損傷末屏接線(xiàn)柱產(chǎn)生毛刺與雜質(zhì)，都可能造成末屏運(yùn)行中開(kāi)路。套管末屏彈簧接地裝置因?yàn)樵谶\(yùn)行中出現(xiàn)過(guò)接地不可靠，造成末屏放電的故障。該問(wèn)題已被國(guó)網(wǎng)公司定為家族性缺陷，我省很多主變套管都是該廠家生產(chǎn)的套管，其中不乏彈簧結(jié)構(gòu)末屏裝置。

5　處理辦法

綜合現(xiàn)場(chǎng)檢修實(shí)際情況，針對(duì)該類(lèi)型套管存在的問(wèn)題，我們有兩種解決辦法：

（1）對(duì)采用彈簧壓緊式接地方式的BRDLW型套管末屏，現(xiàn)場(chǎng)檢查末屏無(wú)異常，試驗(yàn)檢查合格，則更換套管末屏輔助接地罩，見(jiàn)圖5。

圖5　套管末屏輔助接地罩

通過(guò)圖5中的銷(xiāo)軸4由彈簧6頂壓末屏接線(xiàn)柱，再通過(guò)末屏帽與末屏座螺紋連接可靠接地，加裝末屏輔助接地罩的目的是增加一個(gè)可靠接地點(diǎn)，在原末屏接地不可靠的情況下，末屏輔助接地罩還能保證末屏可靠接地。輔助接地帽能夠快速、安全處理這一隱患，只要在主變停電的情況下，將原末屏接地罩更換為輔助接地罩即可。通過(guò)輔助接地罩，我們已在長(zhǎng)沙某220kV#1主變成功應(yīng)用，效果良好。

（2）對(duì)彈簧失去彈性，接地環(huán)接地不可靠的末屏，更換末屏接地裝置，見(jiàn)圖6。

圖6　更換套管末屏接地裝置

通過(guò)更換末屏接地裝置，使用新型末屏輔助接地罩后，該缺陷得以徹底解決。

6　運(yùn)行檢修注意事項(xiàng)

（1）末屏外置式接地的套管，在試驗(yàn)、檢修中，如存在接地線(xiàn)、接地金屬連接片銹蝕的情況，應(yīng)對(duì)其開(kāi)展除銹處理或更換。解線(xiàn)試驗(yàn)檢查時(shí)，拆卸螺栓避免引線(xiàn)柱有松動(dòng)情況，如發(fā)生松動(dòng)，要及時(shí)請(qǐng)變壓器專(zhuān)業(yè)檢修人員進(jìn)行處理，嚴(yán)禁引線(xiàn)柱松動(dòng)留下隱患缺陷，工作結(jié)束后必須恢復(fù)接地并測(cè)量接地導(dǎo)通的可靠性。

（2）末屏內(nèi)置式接地的套管，在對(duì)末屏進(jìn)行試驗(yàn)檢查時(shí)，特別是拆卸接地罩的過(guò)程中，要注意檢查金屬夾片的彈性，以及金屬夾片是否完好、有無(wú)變形、位置是否正常。嚴(yán)禁接地罩中的金屬夾片有斷裂、松動(dòng)、銹蝕等情況，及時(shí)更換，確保接地點(diǎn)可靠接地。

（3）對(duì)于末屏常接地形式的套管，應(yīng)檢查接地環(huán)是否接觸正常，彈簧彈性是否能保持接地環(huán)的可靠接地，必要時(shí)更換輔助接地罩或接地裝置，確保接地點(diǎn)可靠接地。

（4）變壓器（電抗器）停電檢修試驗(yàn)后，試驗(yàn)人員必須恢復(fù)末屏接地，工作負(fù)責(zé)人應(yīng)檢查末屏接地情況，以保證末屏接地可靠。

試驗(yàn)、檢修人員應(yīng)在對(duì)套管末屏進(jìn)行工作過(guò)程中，要注意現(xiàn)場(chǎng)末屏的結(jié)構(gòu)形式，嚴(yán)禁對(duì)末屏造成損壞，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)處理，工作完畢要恢復(fù)末屏接地，并用試驗(yàn)儀器檢查接地導(dǎo)通，可靠接地，確保變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]王新.變壓器套管末屏損壞的處理及防范[J].電力安全技術(shù)，2006，5 （8）：42～43.

[2]董鵬.電力變壓器套管末屏接地方式比較[J].北京電力高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，4：23～25.

[3]韓金華，張健壯，王偉，楊巖.電力變壓器高壓套管末屏接地方式問(wèn)題探討[J].變壓器，2009，6（46）：64～67.

TM407

A

1673-0038（2015）51-0223-02

2015-11-28

龔杰（1983-），男，湖南常德人，工程師，碩士，主要從事變壓器檢修及電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及診斷研究工作。