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1、变压器套管末屏故障分析及处理来源：旺点电气时间：2010-09-15 阅读：505次标签：变压器套管机组1引言变压器套管是将变压器内部的高、低压引线引到油箱外部的出线装置。套管作为引线对 地的绝缘，还担负着固定引线的作用。因此，它必须具有 规定的电气和机械强度。由于它 在运行中除应承受长期负载电流外，还应能承受短路时的瞬时过热，即应有良表1 2000 年一 2007 年套管故障数据 Table 1 Data of fault bushings in 2000 to 2007 年代 2000 托2001年20o2年2003经2004钜2005年2006钲2007年套管事故次数1 5 2 l 5
2、O 4 4套管故障次数63 63 l09 89 77 313 359 628末屏接地不良2 4 6 7 8 17 16 30故 障发生次数注：2007年套管故障次数中含套管渗漏油310次。好的热稳定性。如果变压器 套管存在缺陷或发生故障，将直接危及变压器的安全运行及其供龟可靠性。近年来，运行 中的套管事故率和故障率都呈上升趋势。据不完全统计，2000年以来，50okV变压器 套管 在运行中发生爆炸、着火事故的有9次之多。国家电网公司资料统计如表1所示。油浸电 容式套管故障的形成主要是结构或制造工艺不良、安装工艺不良等造成套管接头过热；瓷 套外绝缘在恶劣环境下发生雨中闪络;末屏接地不良造成油色谱
3、超标等。长期运行中密封垫 圈老化裂纹，发生漏油、渗水，加上维护不到位，使套管的电气绝缘性能下降，甚至发生 套管爆炸。因此，对运行中的油纸电容式套管应加强监视，及时进行检修、维护及试验， 提前采取防范措施，确保设备安全运行。笔者就油浸电容式套管末屏接地不良引起的故障加 以分析，并提出改进建议和防范措施。2油浸电容式套管的基本结构信息来源:|油浸电容式套管是由接线端子、储油柜、上瓷套、下瓷套、电容芯子、导杆、绝缘 油、法兰、接地套管、电压抽头和均压球等组成的。套管绝缘由内绝缘和外绝缘构成。外 绝缘通常为瓷套，内绝缘为一圆柱形电容芯子，该圆柱中心的铜（铝）导管既是电容芯子的 骨架，又是套管用于穿过引
4、线电缆的引线孔（穿缆式），必要时可作为零屏。油纸电容式套 管的中间法兰上，一般分别装有测量端子和电压抽头。测量端子是从电容芯子最外一层电 容屏卷入一层约0.3ram厚、50ram宽的铜带，电容芯子机械加工后，挖一小窗口，使铜带 露出，然后用焊锡焊上软铜绞线与接地小套管内部导杆相连接，通过绝缘套管引出的，该 层电容屏主要用来测量电容套管的介质损耗因数和电容量。在局部放电测量时，用该电容 屏对中间法兰的电容值（该端 子对地电容较小）和电容芯子的电容值形成分压器，用来测量 变压器的局部放电量。电压抽头是由套管电容芯子最外第二层屏通过绝缘套管引出的，其 对地电容比较大，可以输出一定功率。无论是测量端子
5、还是电压抽头，由于它们的对地电容 与套管的主电容相比都是比较小的，所以，在套管运行时，必须可靠接地。3油浸电容式套管末屏接地结构目前，运行中的油浸电容式套管的主绝缘电容屏结构无大差异，但套管外部接线端子， 特别是末屏结构有较大差异。随着技术进步和制造工艺的提高，其结构也发生了很大变化。 不管如何变化，套管末屏出现的问题还是占套管缺陷的绝大部分。据统计，套管的缺陷与 异常中，套管接头过热、渗漏油、介质或油介损超标和套管末屏接触不良故障占据前列，有 些故障通过远红外测试和观察等可以及时发现，但套管末屏接地不良等则难以在运行中发 现。因此，了解末屏接地不良给设备安全运行带来的危害，积极开展对其监测的
6、研究，十分 必要。4油浸电容式套管末屏故障现象、原因分析及处理4.1变压器故障及分析（1）1991年7月24日，某变电所变压器（1986年1月生产，1987年ll月投入运行） 在系统无操作、无负载情况下，A相差动保护动作跳闸，高压A相套管电容芯子飞出，套 管末屏熔断，套管电容芯子内电极（穿缆导杆）断成4段，套管下部绝缘成型件严重损坏， 均压球变形。分析为由于套管末屏接地不良，产生局部放电，逐渐波及到主电容屏，使主 电容屏电场发生严重畸变，导致套管主绝缘击穿、爆炸。（2）2008年9月14 日，西北某330kV变电站3号主变发生故障，各种保护正确动作， 压力释放阀动作，三侧开关均跳闸。事故后现场
7、检查，高压侧套管三相及中性点套管的瓷 套全部碎裂。根据现场运行人员记录的情况，高压侧套管B相碎裂，根部起火后其他两 相高压侧套管及中性点套管爆裂，火势在20min后被扑灭。该高压套管型号为BRDL3W 363/630 一 A，1999年4月生产。经分析，事故的起因是由于330kV B相套管末屏接地装 置在结构、装配及制工艺方面存在缺陷，导致导电杆与末屏接触不良，造成低能量局部放 电，经较长时间向内发展，烧蚀短接了部分电容屏，致使剩余电容屏电位分布改变，造成 高压对地短路。电弧引发套管油迅速分解、套管内部压力增大，致使B相上、下瓷套爆 炸并着火。碎瓷片及火焰波及A相、C相瓷套及中性点瓷套，致使其
8、破碎并着火。故障情 况如图2所示。（3）2008年9月24 日凌晨，华南某发电厂，受台风的影响（瞬时风速达51m/s），造 成多台发电机跳闸。9月24 日 2时03分，5号发电机跳闸，主变差动保护动作，厂用电 切换正常。9月24 日 2时09分，4号机组跳闸，查4号主变差动保护动作。9月24 日 2 时l2分3号机组跳闸，查3号主变差动保护。4号主变出线套管停机前（2： 09分左右） 发现着 火。5号主变B相500kV套管直接发生雨闪;3号、4号主变A相500kV套管发生 机械损伤后造成对地闪络。经仔细检查发现，5号主变A相、C相500kV套管的末屏出现 接触不良，其中A相套管的非瓷性绝缘件已
9、过热老化，出现渗漏油现象（见图3）;C相套管 的引线接头已有明显过热痕迹。4.2由交接和预防性试验发现的故障（1）某500kV变电所，在1996年春季预试时发 现：1号电抗器（型号：BKDFP 40000/500,1981年l2月制造）C相套管，在绝缘试验时发现末屏绝缘不良，在测绝缘电 阻时，听到中问法兰处有放电声。套管分解后，发现套管末屏有两个引出接地线，其中闲 置的引出线未做绝缘处理，残留约40mm长的引线头压在外层白布带内，白布带松脱后， 引线头下落至距离法兰很近的内壁处，以致出现测绝缘时的放电声。经绝缘处理后运行良 好。信息来源:（2）2006年3月21日，大连某变电所2号变定检时，发
10、现一次A相套管末屏与接地 外罩上有很明显的放电、烧蚀痕迹。经检查，原因是末屏引出铜线与小套管连接松动，造 成放电。信息来源:（3）某变电所主变型号为SFZ8 M 25000/63，套 管型号为BRW366（1999年l1月 生产），小套管经接地罩（俗称“草帽”式接地罩）接地。变压器预防性试验后投入运行时， 66kV侧A相、B相套管末屏小 套管接地罩与法兰之问放电。经检查分析，在进行套管测 量后，由于在上接地罩固定螺栓前，没有将接地罩和法兰问的油漆清除，致使接地罩和法 兰之间接触不良，导致变压器运行后接地罩与法兰间放电。将接地罩和法兰之间油漆清除、 接触良好后，运行正常。请登陆:浏览更多信息（4
11、）某变电所型号为S74000/63主变，套管型 号为BRY 一 60（1973年2月产品）。 预防性试验时，发 现高压B相套管末屏绝缘电阻明显下降，仅为10MQ（标准为1 000MQ）。 采用介损电桥经末屏测 量套管tan8，当施加电压2kV时，电桥显示放电，无法测量。经 检查分析，66kVB相套管末屏结构为老式经接地片接地。外观检查发现小套管密封圈老化 严重，并有渗油痕迹。可能在拆接地片时内部接地线跟着同时转动，导致小套管内部引线 松动后与中间法兰间距离不够、发生放电。经拆开检查发现，末屏间引出线焊接点已经断 开并搭接在法兰上，引线上绝缘护套短，其裸露部分与法兰间发生放电。信息来源:（5）2
12、006年某变电所主变型号为SZ11-31500/ 66，66kV套管型号为 BRLW72.5/6304（20o5年9月生产），接地套管导电杆与接地帽螺纹相连接地（俗称“顶 杆式”接地）。在交接验收进行局部放电试验时，发现变压器B相套管放电量达几万皮库, A相、C相放电量也在2 000pC-3 000pC，超过标准值。根据放电图谱判断套管本身内部 有接触不良现象。经过反复查找，发现高压B相末屏小套管绝缘电阻为0, A相、C相小 套管顶螺杆式接地罩接地不良。B相套管处理后，A相、C相又采用人为接地后，变压器整 体局部放电量均小于150pC。在拆开末屏小套管处理套管缺陷时，发现该末屏小套管内、 外都
13、存在缺陷。一是电容芯子地屏引出至接地小套管内部导电杆软铜线焊点严重偏离引出 孔位置;二是引出软铜线外面套的绝缘管长度不够，致使引线裸露部分接地;三是接地小套 管接地所采用的“顶杆式”接地罩尺寸不对，螺杆与接地罩内螺纹接触不到位，造成接地悬 浮。将接地屏至小套管之间连线套上足够长的绝缘管，同时，将外部接地帽改为接地片 直接接地后运行良好。信息来源:(6) 某220kV变电所，主变压器(型号为SFP9 120000/220, 1999年9月生产)高 压套管型号为BRLW 一 220/6303，末屏小套管接地为顶杆式弹簧结构接地。在交接试 验时，使用5O00V兆欧表进行末屏小 套管绝缘电阻测量中，发
14、现兆欧表指针不稳定。进 行 tan测量，当电压施加到5kV时，电容与出厂值比较变化不大，但tan值增长很大； 当电压施加到lOkV后，电桥屏幕上显示放电故障，测量无法进行。雷诺尔油纸套管末 屏接地装置接地，雷诺尔末屏接地通过末屏引出杆上的推拔铜套与套管内部法兰连接接地, 接地是否良好主要是由推拔铜套上的弹簧弹力和推拔铜套与法兰接触面的紧密程度决定。 当运行需要接地时，在弹簧的作用下，接地帽与法兰接触达到接地目的;当测量需要打开 接地时，把销钉插入固定销孔内，则接地帽就会离开一定距离。当采用细销钉时，接地帽 与中部法兰间隙小，容易放电;当采用粗销钉时，接地帽与中问法兰间隙就大，能够满足 测量要求
15、。接地销钉大小对测试结果的影响如表2所示。处理方法：测量前，要根据销孑L大小选择销钉，当发现测量数据不正常时，要先检查 此位置是否按照要求插入销钉。测量完毕拔出销钉后，要用表计测量接地是否良好，以防 止接地帽与中部法兰间存在氧化膜或弹簧压力不够导致末屏接地不良，造成运行中放电。信息来源:4.3通过色谱分析发现的故障信息来源:(1) 大连220kV变电所1号主变高压C相套管和另一 220kV变电所1号主变高压B 相套管，对套管油进行定期色谱分析时发现可燃气体含量超标。经检查为套管电容屏末屏 接地不良。处理后运行良好。信息来源:h tt p:/(2) 1999年3月20日，某电厂l号主变高压C相套管定期色谱分析中，发现套管内 部存在高能放电故障。经解体检查，故障为末屏接地线引线，在小套管内侧处断开，造 成放电。1999年4月7日，该主变二次A相套管定期色谱分析中，发现乙炔1 0251xL/L、 总烃9 613L/L，套管内部存在高能放电故障。经解体检查为末屏接地线引线，在小套管 内侧处脱落，造成放电，修复后运行良好。信息来源:(3) 某220kV变压器的66kV侧套管，油色谱分 析，乙炔值达到5 605p,L/L，试验时 介质损失测不出来，说明套管内部存在严重的放
