论110kv电力变压器套管击穿故障的诊断与分析

论 110kv电力变压器套管击穿故障的诊断与分析

孙荣军

桂林天湖水利电业设备有限公司 

摘要：结合110kv电力变压器套管击穿故障，通过实例案例分析，分别从色谱试验分析及诊断、电气试验检查等角度进行故障分析，并能有效指出故障问题之所在，希望对于今后全方位提升电力变压器套管击穿故障诊断水平，有效预防110kv电力变压器套管故障有所帮助。

关键词：110kv电力变压器，套管击穿，故障诊断，故障分析，解决对策

1引言

结合我国电力系统的发展情况，电力变压器则是不可或缺的重要组成部分。其中，变压器套管则是符合能够将其内部的高压线进行引出到邮箱外部，并结合实际进行连接相关设备，其不仅能有效实现为引线的对壳绝缘，还能有效实现引线的固定。对于变压器套管来说，其工况的环境较为复杂，运行工况如果比较恶劣，则容易出现损坏以及故障等问题，从而造成变压器的故障问题。一般来说，影响到变压器套管安全运行的主要因素则是属于绝缘部分，而究其原因大都是存在着放电、过热以及受潮等情况。

结合工程案例，这里选择2010年投产的110 kV某变电站#1主变，在雷雨环境中，存在着110 kV线路11 km位置的雷击情况，这样则会存在着雷击#1主变，造成出现重瓦斯保护动作，存在着断路器保护跳闸的情况。结合实际情况来看，存在着大量的瓦斯气体，以及套管顶部视窗口的缝隙处存在无法停止的喷油情况。

2 色谱试验分析及诊断

针对故障发生情况来看，在进行主变取油样以及瓦斯气体进行相关的色谱分析。从相关的数据中可以看出，油中及气中C₂H₂的含量都存在着超过阈值5μL/L的情况，而总烃则都要超过150μL/L。通过相关的计算以及分析，特别是结合瓦斯气换算油相关探讨，得到了总烃绝对产气速率为985.7ml/d，这样则是为传统的12 mL/d的80倍左右。同时，这组数据也表明了具有很快的产气速度。在这样的情况，根据相应的轻、重瓦斯动作及差动动作，综合性地推断出设备内部存在着比较严重的故障情况。

结合相关换算以及计算情况来看，从特征气体法来看，总烃含量比例很大，其中，C₂H₂总烃为45%,H2占氢烃的38.75%，而相关的次要气体则分别为C₂H₄, C₂H₆及CH₄，从这个角度来看，这则是典型的电弧放电的特征所在。结合相关文献资料进行分析，特别是通过气体图形法来进行相应的故障分析以及处理，能明显得到在本案例中的#1主变体现出电弧放电的特征。

结合相应优化的三比值法的方案，在进行故障类型的判断中，通过上述数据，可以得到相应的特征组分含量比的相应情况，其分别为 CH₄/H₂=0.21，C₂H₂ /C₂H₄=2. 23，C₂H₄/C₂H₆=1.38，相关的三比值范围编码则是101。在参考相关的溶解气的分析以及判断的基础上，并结合相关的数据分析，从编码的故障类型可以明确其属于“电弧放电”的范围，这样就意味着电弧放电故障的发生在其内部。对于本案例的情况来进行分析，相应的故障情况则可能为层间短路、线圈匝间、分接头引线间油隙闪络、相间闪络以及引线对箱壳或其他接地体放电等情况。通过上述情况来看，结合色谱分析，故障主要是为在内部存在着发展很快的电弧放电。

3 电气试验检查情况

结合变压器的情况来看，在进行电气试验检查环节中，相应的高压110kV的侧绝缘电阻、介损试验过程中都存在着异常的问题，而相关其余试验内容均无问题。从电气试验检查工作来看，变压器高压绕组则为星形结构，从相关绝缘电阻及介损试验结果进行分析，中压侧及低压侧套管连同绕组对地绝缘情况比较好，符合工况要求，而高压侧套管连同绕组存在着接地现象。

4故障分析

结合110kv电力变压器的故障情况来说，相应的套管顶部视窗位置存在着不断向外油流外喷的情况。通过进一步检查工作来看，视窗口玻璃边缘存在着密封问题，正是由于存在着密封圈部分外翻的情况，这样则会造成内部受到压力作用而造成密封圈的外翻问题，造成喷出油渗漏情况。从实际的情况来说，相应的油则是属于套管本体的油的范畴，其和变压器本体油则是相应的隔离的状态。其中，视窗口则是套管顶部的位置，如果套管本体仅为油渗漏的情况，并没有能够实现喷射状的情况，这样则很有可能会存在着持续喷射原因，主要是由于在套管本体已经实现和变压器本体的相互连通，这样的就会造成变压器本体油进入套管的情况，从而存在着压力下的渗透位置的喷油状态。

综上可得，故障点则是属于110KV中性点套管位置情况，结合实际情况进行分析，主要是由于110kV中性点引线对中性点套管电弧放电所造成，在这样的作用影响下，容易出现套管烧损与变压器相通的情况，另外，相应的引线与外壳搭接的情况，还会造成测试绝缘电阻时“高对中低地”为零。

5变压器现场吊罩状况及故障分析

在开展相应的吊罩检修的过程中，通过仔细观察，相应的110kV中性点套管底部均压球位置存在着比较严重的烧损情况，特别是相应的内壁已经呈现出烧通的状态，另外，套管下的瓷套已经呈现出破损的状态，这样也不符合相应的吊罩的分析情况。

从实际情况进行分析，在受到雷击故障的影响下，存在着中性点没有接地的情况，在雷击的影响下，这样往往会造成存在着中性点电压呈现出65kV电压的偏移情况；在设计或者制造工艺水平不高的情况下，存在着高压侧中性点的特定位置往往绝缘性比较低，这样就会造成电弧放电的可能性大大提升；在具体的放电环节，造成大量的气体都聚集在狭小的套管空间中，在考虑到大量热会造成内部变压器油膨胀的情况，在特定位置存在着一定的压力影响，这样就会造成相应的密封垫圈位置存在着渗漏喷油的情况；在持续化的放电影响下，容易造成套管内部烧穿，存在着实现套管内部与变压器本体相互连通的情况，这样就会在造成变压器本体油能够进入到套管中，造成上述呈现出的渗漏位置的持续化喷油情况。结合存在的问题，进行烧损套管的更换处理，这样就可以有效解决变压器的故障问题。

6 结语

综上所述，结合变压器的故障实际情况，一定要从实际出发来有效进行诊断分类处理，及时开展有针对性的检修工作，综合考虑到各种影响因素，从而有效提出针对性强的有效措施。这里结合实际案例，重点参考了高压试验、油气试验、设备结构及故障时环境影响等方面的因素，从而能有效保障设备故障情况进行较为准确的判断，并能有效明确相应的检修处理方向。

参考文献：

[1] 耿东勇. 一起油浸式电力变压器套管渗漏油故障原因分析及其防范措施[J]. 电气开关, 2020年第1期:86-89,93.

[2] 姚流梁. 电力变压器套管的故障分析及处理探讨[J]. 南方农机, 2017年第6期:48-49.