110kV变压器铁芯接地套管渗油的原因分析及处理

110kV变压器铁芯接地套管渗油的原因分析及处理

刘杰 蒋建军 朱占文 商志强 张国祥

国网新疆电力有限公司和田供电公司 新疆和田 848000

摘要：目前，几乎所有变压器都使用油纸绝缘套管，随着运行时间的增加，出现各种原因导致的套管漏油，甚至套管损坏，极大程度上威胁着变压器的安全运行。

关键词：变压器；套管渗油；软连接

引言

通过对某110kV变压器铁芯接地套管渗油原因进行详细分析，发现采用铜排与套管直接相连的结构是导致套管经常渗油的主要原因。并提出了采用软连接、加固螺丝和弹簧垫等相应的防范措施，同时，对软连接的选材和结构设计进行分析，确保在最大程度上减少接地套管漏油，对保证变压器的安全、稳定运行及维护具有重大意义。

1故障现象

某110kV变电站共有2台110kV主变。某日，发现#2主变高压侧A相套管漏油，目测漏油速度大约为10～15滴/秒，主变本体及油池内有大量漏油痕迹。套管型号为BRDLW-126/630-4，随主变验收合格后投入使用。试验人员对主变本体油进行油色谱检测，并对比主变投运后的试验数据，数据显示乙炔严重超标，氢气含量急剧上升，同时各特征气体均有大幅上升。通过三比值法算出C2H2/C2H4∶2，CH4/H2∶0，C2H4/C2H6∶2，故障类型属于低能放电。

2故障原因分析

2.1漏油原因分析

为进一步分析套管漏油及主变油色谱异常原因，对主变进行了吊罩检查并对A相套管进行解体分析。在拆卸套管时发现，套管浸在主变本体内部的均压帽脱落，挂在高压绕组上，套管油室与主变本体相通。从现场看，主变套管的均压帽是通过螺纹旋在套管的导管上，并将瓷套、均压筒紧紧压在套管的下法兰上，通过均压筒两端的密封圈与均压帽上的密封圈形成一个密闭的空间，同时将套管的油与主变本体的油隔绝开来。由于导管在螺纹根部断裂，使得均压帽、瓷套、均压筒全部脱落。综合上述情况可知，套管漏油的原因是套管下部的均压帽、瓷套、均压环脱落，套管内部原本密闭的空间与主变内部空间连通。由于主变油枕油位高于套管，且套管将军帽与瓷套密封开裂，油枕高油位产生的压力使得油从密封开裂部位渗出，造成漏油。试验数据显示主变油样中有乙炔成分，也就说明主变一定存在放电现象。

2.2放电原因分析

将套管导管以及包着的油纸绝缘层从瓷套中抽出。拆卸套管导管过程中，发现末屏引线与末屏已经完全断开，末屏上的引线焊点已经完全烧黑，并在焊点周围形成了大约60×50mm宽度的烧损痕迹，末屏外的油纸绝缘已严重烧损。将套管的油纸绝缘层一一剥开，发现末屏的铝箔纸已有烧融痕迹。为确定放电烧损对套管绝缘的影响，技术人员对主变套管的主绝缘层进行电容量与介质损耗试验.试验数据显示：套管电容量变化不大，介损值偏高（拆卸与运输过程中受潮），可以断定套管的绝缘层没有大面积的损坏。屏与屏之间的电容量均为8.3nF左右，从套管厂家人员处得知套管的油纸绝缘层共有28屏，假设屏与屏之间电容量相同，则等同于27个8.3nF的电容串联，其总电容为307pF，与套管铭牌电容相符，说明套管绝缘层的均压效果较好，除去末屏，其余屏与屏之间的绝缘没有较大的破坏。为确认放电痕迹是由末屏往里还是零屏往外，试验人员一层一层地剥开套管的绝缘层，检查各屏放电痕迹的大小.当试验人员剥到第23屏时已无放电痕迹，所以可以肯定放电痕迹是从末屏往零屏发展，直到第23屏处。将将军帽拆开，发现顶盖已变形鼓包。原因是在末屏引线断裂后，末屏因通过屏与屏之间电容与套管芯线连接，当与接地线断开后，末屏形成高压，并对末屏引线（地）放电。同时又因为套管油室是一个封闭油室，在油中放电势必产生气体，形成高压，高压达一定强度后，使得将军帽顶盖鼓包，并使均压帽断裂。将主变吊罩后检测器身及绕组等，未发现异常。综合上述分析，套管漏油缺陷发展过程应为：套管末屏焊接不良，正常运行时产生放电，进而产生气体，密闭空间内部的压强增大，巨大的压力将将军帽顶盖顶起，同时将套管导管往上拉，在导管强度的薄弱处（螺纹处）断裂，导致套管内部原本密闭的空间与主变内部空间连通。由于主变油枕油位高于套管，且套管将军帽与瓷套密封开裂，油枕高油位产生的压力使得油从密封开裂部位渗出，造成漏油。主变本体油色谱异常的原因是套管内部放电产生了乙炔等特征气体，同时套管下部均压帽断裂，使得套管油腔与主变本体相通，套管油污染主变本体油所致。

3防范措施

3.1加装螺丝和弹簧垫

对未加装弹簧垫和只使用单颗螺母紧固的地方进行加装整改，并加强未加装弹簧垫和单颗螺母紧固的监管，特别要杜绝试验和大修后不加装弹簧垫和只使用单颗螺母紧固的情况发生。这样可以防范主变运行时产生一定程度的振动和接地套管压盖胶珠因内外冷热收缩而引起套管渗油。

3.2接地引线铜排改为软连接

应将铜排直接与接地套管连接的方式改为采用软连接方式。采用软连接方式的好处：能有效隔离变压器对铜排的电磁振动、消除铜排因热胀冷缩等因素对接地套管的作用力，避免接地套管因铜排的力的作用而松动的现象。软连接方式能解决以上原因导致的套管漏油问题，同时也防止了硬连接可能导致的套管损坏或铜排断裂的隐患。此外，铜排与接地套管采用软连接还能在安装和检修时带来便利。

3.2.1软连接材料的选用

根据导电率、机械强度、柔软等特点，接地引线铜排软连接材料选用铜编织带。铜编织带的材质为T2紫铜，以裸铜线、铜编织线作为导体，两端采用铜端子，用冷压方发压制而成。现有镀锡和镀银两种方式，具有导点性能优越、抗疲劳能力强、适用性好、有软性佳等优点。

3.2.2软连接材料的防锈措施

目前使用的铁芯接地套管铜编织带连接存在一个较大问题，即是作为户外使用的铜编织带，长期处在久历风尘的环境下，使得铜编织带积水积尘引起内部生锈断裂，导致变压器铁芯接地不可靠，这样会使得铁芯及其金属构件除穿心螺杆外，在运行时产生较高的悬浮电位，导致内部放电等，对变压器的正常运行不利。所以要求变压器铁芯必须可靠接地。为解决铜编织带内部积水积尘引起内部生锈断裂，一方面在铜编织带外部加装PVC绝缘管等防护材料，保护铜软连接本身不受外围环境污染，延长其使用寿命。另一方面将铁芯接地套管铜编织带压接铜板连接头设计为向上倾斜45度角，并在倾斜部分有三道凸纹，铜编织带外部加装PVC绝缘管等防护材料时应包紧三道凸纹，这样使得外面的水分和尘杂不易深入铜编织带中，这样就能保证铜编织带不会生锈断裂，而导致变压器铁芯接地不可靠了。

结语

套管是主变重要部件之一，其质量好坏严重影响到主变的安全运行。

（1）主变是一个整体，套管漏油，主变本体油色谱异常2个缺陷均由同一个原因导致。因此在分析缺陷时应综合考虑。

（2）套管厂家应严格控制制造工艺及质量，严格控制螺纹的车削深度与进刀量，同时应对加工后的导管进行强度测试；套管组装时有可能使得弹簧受力过大，存在安全隐患。

（3）应加强设备的出厂监造和交接验收，及时发现产品的质量薄弱点。验收交接时要求套管厂家提供此批次套管的试验数据，包括其套管材料的成份、强度等。

参考文献

[1]毛长庚，阳涛.110kV主变套管漏油故障的分析及处理[J].大众用电，2018（2）：10.

[2]李丰，何建明.110kV变压器低压套管头部渗油的原因分析及处理[J].研究与探索，2016（11）：70.

[3]于文涛，黄文峰.500kV主变压器套管末屏漏油原因分析与处理[J].华电技术，2018（40）：25.