500KV變壓器套管典型事故及分析

張慧軍

【摘 ?要】變壓器套管是安裝在變壓器箱外的絕緣裝置，不僅將變壓器內部的引線引到箱外，使之與外部的線路相連接，同時還對引線具有固定作用。本文對500kV變壓器套管常見的典型故障進行分析討論，并提出了幾點建議，希望在套管故障的實際分析中，起到一定的作用。

【關鍵詞】500kV變壓器;套管故障

變壓器套管出現故障及異常，尤其是100kV以上的高電壓變壓器，一旦其套管出現故障和異常，將會造成十分嚴重的后果。但如果能夠及時找出原因并給予相應的措施，就能避免因套管而造成的事故?；诖?，本文針對500kV變壓器套管典型故障做了以下分析討論。

1.套管事故案例

“2017年7月11日22：47，某發電站GT12變壓器發生了出現套管爆炸事故，當時，值班人員看見火苗燃燒在套管中部。事故發生之后，調查人員展開了調查，調查中發現在500 kV的套管末屏的測試帽中丟失了一個連接末屏尾管和地的金屬環。另外，還在套管內發現有不銹鋼材料熔化痕跡。于是發電廠相關人員得出了事故與接地關聯的測試帽未上緊及接地區域被裝配在長金屬圓筒緊密相關?！币韵戮透鶕摪?，對500kV變壓器套管典型故障進行如下探析。

2.套管典型故障情況

2.1 其結構設計不當

結構設計不合理主要表現在導桿結構和末屏引出結構上。前者的不合理因素為材料選擇有欠妥當，如將穿纜導管和零層導管選成銅和鋁，而銅和鋁在高溫條件下的膨脹系數不同，在接觸面上形成了氧化膜，導致兩線之間形成電位差，產生了微電流。后者的不合理因素為將接地末屏設計成彈簧壓緊模式，這就導致末屏和地之間形成電位差，產生電弧放電現象。

2.2 套管底部漏油

套管底部漏油常出現在500kV或高于500kV的變壓器中。漏油原因主要有兩點：

（1）變壓器長期超負荷運作而導致導桿和母排之間接觸不良。這種情況下，變壓器內部熱量驟增，套管底部的封圈就容易老化。

（2）母排布置失當。母排由于自身的重力產生側向力矩，該力作用在絕緣套管上，導致密封墊和箱體之間產生縫隙。時間長了，縫隙逐漸增大，從而出現了漏油現象。

2.3 均壓球松脫

均壓球位于中心導管底部，可以沿著管軸上下移動，其松動后，會發生其和套管間的放電，從而對套管產生危害。例如，清河電廠的1號主變壓器套管發生故障，檢測人員在修檢時發現，高壓B、C相套管內的均壓球均發生了松動現象。此外，均壓球還變黑，并在和導桿結合處有放電的痕跡。

2.4 長時間使用后，疏于檢測而遺留的問題

主要表現在以下兩個方面：

（1）有些500kv的變壓器，其引線和引線的焊接采用錫焊，而套管壓管及導引頭則采用鋁管和銅管。這就容易使兩管連接后電阻增大，將套管燒焦。

（2）接地小管發生故障，使管內產生較高的懸浮電流，從而發生局部范圍的放電現象;套管長時間使用后，其管壁上形成了油污，當檢測人員進行檢測時，由于看不清油位，而造成了油虧現象。

3.采取的相應措施

3.1 針對套管設計不合理的問題，生產廠家應引進、吸收發達國家的先進制造技術，并從事故中總結經驗，找到相應的設計結構。這樣，可以從根本上解決套管結構設計不合理的問題。

3.2 套管中的油樣不符合規格，或管內部含有乙炔等氣體時，應對套管進行嚴格的檢查，確保無問題時，方可投入使用。

3.3 當套管底部或其它部位因密封性不好而出現漏油時，應更換高質量的膠墊，并緊固螺栓，使管套嚴密無縫。

3.4 對套管進行拆卸或組裝時，要檢查各部件之間連接是否完好，還應注意接觸面上是否涂有導電膏，如果沒有，應及時涂上。因為導電膏能起到減少各部件之間的磨察，從而降低了它們之間的接觸電阻。

4.相關建議

4.1 做好套管運輸工作

在套管上吊時，要將繩索一端系在法蘭盤的吊耳上，另一端系在其頂部，以避免碰撞到其它的物體或傾倒。此外，繩索不可系在套管的瓷裙上，以免繩索和套管碰撞而將其損壞。套管上裝時，應將其裝在專業的箱內，并將安裝法蘭的上端瓷裙部分和尾部用軟的支撐物支撐起來。

4.2 防止套管受潮

套管內的干燥和清潔對其以后的運作很重要，所以在安裝時，要保持套管內部的干燥。一般情況下，當套管內的溫度在40-50之間時，進行各部件的組裝，才能避免套管內部潮濕。所以，在安裝套管時，將其電容芯子等部件加熱到70-80℃，并在該溫度下持續3小時。這樣，在套管安裝時，才不至于受潮。

4.3 注意套管的密封性

套管密封可分為其本身的密封及穿纜引線密封兩方面。前者主要體現在彈性波紋板上，因為它對套管內的溫度起調節作用。對其進行安裝時，要注意其上的正、反壓緊螺母間的密封環和儲油柜上的密封圈的結合是否恰當，以防止波紋板被拉裂而造成套管嚴密性不好等問題。后者主要體現在引線結構上。目前500kv的套管大都采用穿纜式結構，該結構可以防止因雨水沿著導電頭、接線板進入變壓器內部而造成的受潮危害。

4.4 應適當調整均壓球

均壓球位于中心導管的底部，可以通過扭動而上下移動，進而配合主體引線運作。在實際工作中，必須將其擰緊，否則，會發生和套管之間放電。另外，均壓球通過遮擋套管底部、放油塞、螺母，滿足電氣強度的要求，使套管底部到油箱壁間的絕緣距離得以縮短。進而改善了軸向和輻相的點位分布。如果將均壓球調整不當，會造成滑閃放電及介質擊穿等危害。

4.5 對檢測人員的要求

檢修人員首先應具備測定套管的密封性、耐壓測定、局部放電測定及介損測定等技術工作。其次，對套管的使用條件也應當熟知，如套管安裝時其內部的部件應控制在什么溫度范圍之內等。再次，檢修人員要對套管進行階段性的檢修，以及時消除隱患。另外，在對末屏小套管進行拆接時，要注意不要將導桿擰斷或移動。

4.6加強套管的維護維修力度

從500kV變壓器、電抗器套管事故的調查中發現，很多套管都是因維修的不及時而出現帶病工作的問題，長期如此將會造成套管的破損越來越嚴重，甚至造成套管的損毀，從而影響到500kV變壓器、電抗器的安全運行。因此，要避免500kV變壓器、電抗器套管事故的發生，需加強套管的維護維修工作力度。首先，應加強對套管的運行檢測，一旦發現有質量不合格的套管，應及時采取更換措施，確保套管運行的安全性、可靠性，有效避免500kV變壓器、電抗器運行故障的發生。其次，應認真執行預試規程的規定，并定期測量套管的介損和電容量，應在必要時取油樣做色譜分析，并注意檢查末屏對地的絕緣狀況和連接情況，一旦發現檢測數據異?；蜻\行狀態不佳，應及時擬定整改措施，為500kV變壓器、電抗器的安全運行做好充分的基礎保障。

5.結語

套管事故在變壓器事故中雖然所占比例不大，但每年卻有上升的態勢。作為檢修人員，不僅要有相關的專業知識，更要階段性的對其進行檢修，以降低事故的發生幾率。本文針對500kv變壓器套管的典型問題，進行分析討論，以對套管安全性工作起到積極作用。

參考文獻：

[1]王世閣.變壓器套管故障狀況及其分析運行維護[J].變壓器，2002，39（7）：35-40.

[2]鄭新才，劉勛.500kV變壓器中壓套管末屏故障分析[J].變壓器，2011，21（9）：75-76.

（作者單位：國網山西檢修公司）