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马思哲 刘兴涛
摘 要：变压器套管是变压器载流元件之一，也是变压器箱外的主要绝缘装置，电容型套管主要应用在110kV及以上电压等级的变压器。套管的介质损耗及电容量测量是判断套管绝缘状况的一项重要手段，本文主要以某500kV变电站500kV主变套管试验异常为例，进行试验数据分析，提出几点预防措施。
关键词：电容型套管;介质损耗与电容量试验;异常分析;预防措施
引言
变压器套管是将变压器内部高、低压引线引到油箱外部的绝缘套管，不但作为引线对地绝缘，而且担负着固定引线的作用，在变压器运行中，长期通过负载电流，当变压器外部发生短路时通过短路电流。在110kV及以上电力系统中广泛使用的是电容型套管，其介质损耗和电容量试验是运维过程及故障检查中重要的项目和判断依据，测量介质损耗可以灵敏的反应套管劣化受潮及某些局部缺陷，测量电容量可以发现套管电容芯层局部击穿、严重漏油、末屏断线及接触不良等缺陷。本文通过实际工作中的案例进行试验数据分析，提出几点预防措施。
1 电容型套管的结构和作用
电容型套管主要由电容芯子、油枕、法兰、上下瓷套组成，主绝缘为电容芯子，由同心电容串联而成，封闭在上下瓷套、油枕、法兰及底座组成的密封容器中，容器内充有经处理过的变压器油，使内部主绝缘成为油纸结构。套管主要组件间的接触面衬以耐油橡胶垫圈，各组件通过设置在储油柜中的一组强力弹簧所施加的中心压紧力作用，使套管内部处于全密封状态。法兰上设有放气塞、取油装置、测量套管介质损耗和局部放电的装置。运行时测量装置的外罩一定要罩上，保证末屏接地，严禁开路。
变压器套管是变压器箱外的主要绝缘装置，同时起固定引出线的作用。在变压器运行中，长期通过负载电流，当变压器外部发生短路时通过短路电流。
2 介质损耗与电容量试验方法
单独套管试验时，因套管带有专供测量小套管（即末屏），这时使用正接法。套管出线端接电桥高压引线，末屏接测量线。
现场运行的变压器电容套管进行试验时，因套管已牢固安装于设备箱体，无法将套管与内部绕组连接拆开，测量时需采取特殊接线。被试变压器所测套管的线端应处于非接地状态，与被测套管相连的所有绕组端子连同中性点应一起短路加压接电桥高压引线，被测套管的末屏接測量线，其他非被试绕组短路后接地。现场测量时若接线不正确（全部绕组开路）会对套管介损测量造成很大误差，误差大小与变压器的容量、结构有关，主要是由于变压器绕组的电感和空载损耗产生的。
3 试验数据及异常故障分析
2021年4月，检修试验人员在对某500kV变电站500kV主变220kV高压套管的电容量及介质损耗测试时，解开C相套管末屏时发现有漏油且形成油流，油中伴随黑色碳化物质。经检查主变绕组及其他试验正常，以下为中压侧C相套管的绝缘电阻、介损和电容量、油色谱试验数据。
1.绝缘电阻（MΩ）
规程要求：
1）主绝缘的绝缘电阻值一般不应低于下列数值：110kV及以上：10000MΩ;35kV：5000MΩ。
2）末屏对地的绝缘电阻不应低于1000MΩ。
2.tgδ与电容量
规程要求：
1）20℃时的tanδ（%）值应不大于下表中数值：电压等级220、500kV的套管≤0.8。
2）电容型套管的电容值与出厂值或上一次试验值的差别超出±5%时，应查明原因。
3）当电容型套管末屏对地绝缘电阻小于 末屏对地绝缘电阻小于 末屏对地绝缘电阻小于 1000MΩ时，应测量末屏对地 tanδ，其值不大于2%。
3.套管绝缘油色谱分析 （μL/L）
规程要求：运行中油中溶解气体组份含量（μL/L）超过下列任一值时应引起注意，停电检查：H2：500 总烃：150 C2H2：1（500kV），2（220kV及以下）。
从以上数据可以看出：C相套管的绝缘电阻值符合规程要求，和上次试验的数据对比相差很大，绝缘有明显下降;其介损和电容量值符合规程要求，与上次试验数据对比介损明显增加，增量为51.2%，电容量偏差也明显增大，且末屏介损值是规程要求值的3.33倍，明显异常;其绝缘油色谱分析结果中H2是规程要求值的2.95倍，总烃是规程要求值的15.3倍，C2H2是规程要求值的607.62倍，与A、B相套管数据横向对比差别很大，数据远远超标。
经解体后发现原因为：故障套管末屏接地套与末屏座接触不紧，套管末屏不能可靠接地，导致引线柱处在运行中存在悬浮电位间歇性对地放电，导致末屏内部绝缘件被烧蚀从而破坏其密封性，最终致使套管油漏出，同时烧蚀产生黑色碳化物附着于末屏引线柱处。
针对套管日常维护检修提出以下几点预防措施：
（1）每次检修试验后恢复末屏端盖前，用万用表欧姆档测量末屏心柱与基座是否接触良好，避免套管末屏接触不良诱发故障。
（2）在巡视设备时重点检查套管末屏是否出现渗漏油，在开展变压器红外测温时，应加强末屏位置的测温，发现异常应及时处理。
（3）使用带有压紧弹簧的辅助接地帽，增加末屏接地点，避免末屏接地不良。
（4）对于有测试条件的变压器套管同时应加强介损和电容量的带电测试。
4结束语
通过以上分析可以看出电容型变压器套管在运行中进行介损及电容量试验是十分重要的，分析数据时不能单一把规程要求作为判断标准，应注重观察其发展趋势，并结合绝缘电阻、油色谱分析等试验进一步确定故障，且电容型变压器套管在运行中最重要的就是末屏要可靠接地。文中通过对一起由于电容型变压器套管末屏接地不可靠引起的长期局部放电损坏的案例进行分析，对以后的运行维护提出指导性建议，对变电运检人员在变压器维护方面提供了有价值的参考，对提高变电设备运维水平有着一定的意义。
参考文献：
[1]陈天翔、王寅仲、海世杰.电气试验第二版.中国电力出版社.2008
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