110kV主變套管漏油故障的分析及處理

● 湖南·國網(wǎng)婁底供電公司 毛長庚 陽 濤 洪 宇 梁偉峰

變壓器是電力系統(tǒng)中主要的設(shè)備，而套管又是變壓器最重要的附件之一。目前，幾乎所有變壓器都使用油紙絕緣套管，隨著運(yùn)行時間的增加，出現(xiàn)各種原因?qū)е碌奶坠苈┯?，甚至套管損壞，極大程度上威脅著變壓器的安全運(yùn)行。

1 故障現(xiàn)象

某110kV變電站共有2臺110kV主變。某日，發(fā)現(xiàn)#2主變高壓側(cè)A相套管漏油，目測漏油速度大約為10～15滴/秒，主變本體及油池內(nèi)有大量漏油痕跡。套管型號為BRDLW－126/630－4，隨主變驗(yàn)收合格后投入使用。試驗(yàn)人員對主變本體油進(jìn)行油色譜檢測，并對比主變投運(yùn)后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 主變油色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù) （單位：μL/L）

表1數(shù)據(jù)顯示乙炔嚴(yán)重超標(biāo)，氫氣含量急劇上升，同時各特征氣體均有大幅上升。通過三比值法算出C2H2/C2H4∶2，CH4/H2∶0，C2H4/C2H6∶2，故障類型屬于低能放電。

2 故障原因分析

2.1 漏油原因分析

為進(jìn)一步分析套管漏油及主變油色譜異常原因，對主變進(jìn)行了吊罩檢查并對A相套管進(jìn)行解體分析。在拆卸套管時發(fā)現(xiàn)，套管浸在主變本體內(nèi)部的均壓帽脫落，掛在高壓繞組上，套管油室與主變本體相通。

從現(xiàn)場看，主變套管的均壓帽是通過螺紋旋在套管的導(dǎo)管上，并將瓷套、均壓筒緊緊壓在套管的下法蘭上，通過均壓筒兩端的密封圈與均壓帽上的密封圈形成一個密閉的空間，同時將套管的油與主變本體的油隔絕開來。由于導(dǎo)管在螺紋根部斷裂，使得均壓帽、瓷套、均壓筒全部脫落。

綜合上述情況可知，套管漏油的原因是套管下部的均壓帽、瓷套、均壓環(huán)脫落，套管內(nèi)部原本密閉的空間與主變內(nèi)部空間連通。由于主變油枕油位高于套管，且套管將軍帽與瓷套密封開裂，油枕高油位產(chǎn)生的壓力使得油從密封開裂部位滲出，造成漏油。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示主變油樣中有乙炔成分，也就說明主變一定存在放電現(xiàn)象。

2.2 放電原因分析

將套管導(dǎo)管以及包著的油紙絕緣層從瓷套中抽出。拆卸套管導(dǎo)管過程中，發(fā)現(xiàn)末屏引線與末屏已經(jīng)完全斷開，末屏上的引線焊點(diǎn)已經(jīng)完全燒黑，并在焊點(diǎn)周圍形成了大約60×50mm寬度的燒損痕跡，末屏外的油紙絕緣已嚴(yán)重?zé)龘p。將套管的油紙絕緣層一一剝開，發(fā)現(xiàn)末屏的鋁箔紙已有燒融痕跡。為確定放電燒損對套管絕緣的影響，技術(shù)人員對主變套管的主絕緣層進(jìn)行電容量與介質(zhì)損耗試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：套管電容量變化不大，介損值偏高（拆卸與運(yùn)輸過程中受潮），可以斷定套管的絕緣層沒有大面積的損壞。屏與屏之間的電容量均為8.3nF左右，從套管廠家人員處得知套管的油紙絕緣層共有28屏，假設(shè)屏與屏之間電容量相同，則等同于27個8.3nF的電容串聯(lián)，其總電容為307pF，與套管銘牌電容相符，說明套管絕緣層的均壓效果較好，除去末屏，其余屏與屏之間的絕緣沒有較大的破壞。

為確認(rèn)放電痕跡是由末屏往里還是零屏往外，試驗(yàn)人員一層一層地剝開套管的絕緣層，檢查各屏放電痕跡的大小，如表3所示。

表3 各屏燒損情況

當(dāng)試驗(yàn)人員剝到第23屏?xí)r已無放電痕跡，所以可以肯定放電痕跡是從末屏往零屏發(fā)展，直到第23屏處。

將將軍帽拆開，發(fā)現(xiàn)頂蓋已變形鼓包。原因是在末屏引線斷裂后，末屏因通過屏與屏之間電容與套管芯線連接，當(dāng)與接地線斷開后，末屏形成高壓，并對末屏引線（地）放電。同時又因?yàn)樘坠苡褪沂且粋€封閉油室，在油中放電勢必產(chǎn)生氣體，形成高壓，高壓達(dá)一定強(qiáng)度后，使得將軍帽頂蓋鼓包，并使均壓帽斷裂。

分析套管受力圖，見圖1所示。

圖1 套管受力圖

套管末屏引線處與導(dǎo)管強(qiáng)度薄弱處的示意圖見圖2所示。

圖2 套管末屏引線處與導(dǎo)管強(qiáng)度薄弱處

將主變吊罩后檢測器身及繞組等，未發(fā)現(xiàn)異常。綜合上述分析，套管漏油缺陷發(fā)展過程應(yīng)為：套管末屏焊接不良，正常運(yùn)行時產(chǎn)生放電，進(jìn)而產(chǎn)生氣體，密閉空間內(nèi)部的壓強(qiáng)增大，巨大的壓力將將軍帽頂蓋頂起，同時將套管導(dǎo)管往上拉，在導(dǎo)管強(qiáng)度的薄弱處（螺紋處）斷裂，導(dǎo)致套管內(nèi)部原本密閉的空間與主變內(nèi)部空間連通。由于主變油枕油位高于套管，且套管將軍帽與瓷套密封開裂，油枕高油位產(chǎn)生的壓力使得油從密封開裂部位滲出，造成漏油。

主變本體油色譜異常的原因是套管內(nèi)部放電產(chǎn)生了乙炔等特征氣體，同時套管下部均壓帽斷裂，使得套管油腔與主變本體相通，套管油污染主變本體油所致。

3 結(jié)束語

套管是主變重要部件之一，其質(zhì)量好壞嚴(yán)重影響到主變的安全運(yùn)行。

（1）主變是一個整體，套管漏油，主變本體油色譜異常2個缺陷均由同一個原因?qū)е?。因此在分析缺陷時應(yīng)綜合考慮。

（2）套管廠家應(yīng)嚴(yán)格控制制造工藝及質(zhì)量，嚴(yán)格控制螺紋的車削深度與進(jìn)刀量，同時應(yīng)對加工后的導(dǎo)管進(jìn)行強(qiáng)度測試；套管組裝時有可能使得彈簧受力過大，存在安全隱患。

（3）應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備的出廠監(jiān)造和交接驗(yàn)收，及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量薄弱點(diǎn)。驗(yàn)收交接時要求套管廠家提供此批次套管的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括其套管材料的成份、強(qiáng)度等。