主变油气型高压套管缺陷原因分析

董建筠

摘 要：文章介绍了某电厂由于主变油气型高压套管存在缺陷，导致气侧SF6气体渗漏进变压器油中，触发了轻瓦斯动作报警的情况，分析了油气型高压套管发生缺陷的原因，并提出了主变高压套管运行和检修中需要注意的事项。

关键词：主变；高压套管；缺陷分析；预防措施

中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）11-0077-02

1 缺陷概述

某电厂9月16日08：33#1主变突发轻瓦斯报警，运行值班人员就地检查主变运行正常，提取变压器本体油样及瓦斯继电器内积聚的约350 mL气体进行化学分析，油化验结果未发现异常，气体化验结果发现氢气（H2）及甲烷（CH4）的含量分别达到18 433.4 uL/L和424.1 uL/L；9月16日，19：30再次取变压器本体油样及瓦斯继电器积聚的气体进行化学分析，油化验结果未发现异常，气体化验结果发现氢气（H2）及甲烷（CH4）的含量分别达到15 397 uL/L和210 uL/L。9月17日早上8：30左右#1主變轻瓦斯再次动作报警，现场检查主变本体瓦斯继电器内部积存有350 CC气体，现场检查变压器绕组温度及运行声音正常，冷却器运行正常，变压器本体、冷却器、潜油泵及管道未见明显渗油点，油枕油位与正常运行比较未见异常下降，用红外摄像仪检查变压器本体、低压升高座、高压套管、潜油泵等部位，检查未见有异常的发热点。由于气体产生的原因不明，且产气量没有明显增大，决定采取降低主变负荷，加强观察的运行措施。

#1主变是ALSTHOM公司生产的变压器，主要差数为：容量716 MVA，变比19/525 kV，高压套管型号：500 HC424D1，

高压套管型式：油/SF6套管。#1主变连续出现轻瓦斯报警且不断有气体释出，对提取的油样及气样进行常规化学分析均不能判断出变压器内部存在故障，因此我们再次对可能的气体源头进行排查，考虑到主变高压套管是油/SF6套管，且正常运行时气侧的SF6气体压力比变压器本体的油压高，是否存在SF6气体沿套管渗漏进变压器油中的可能性，为此我们将气体样本送化学气体检验单位进行SF6气体成分检测，发现气体样本中存在约70%的SF6成分，由此验证了此前的判断。

2 主变高压套管缺陷原因分析

为判断分析SF6气体沿套管进入变压器油中的原因，在主变停运后对套管进行了检查及电气试验，发现#1主变C相高压绕组（连同高压套管）的直流电阻值比A、B相绕组的直流电阻值增大3%左右，同时C相高压侧套管主屏电容值异常，试验结果较上次检修试验值增大5%以上。为进一步确认问题原因，对高压套管所有连接部位进行了拆检，并对C相套管进行了解体检查，检查发现的问题及原因分析如下。

2.1 绕组直流电阻增大的原因

拆下#1主变C相高压套管SF6气体侧的导体过渡连接件，发现其与套管头部的接触面存在发热现象。去除连接件不带高压侧套管，单独测量变压器C相高压绕组直流电阻，其值与A、B相绕组的直流电阻值相近。因此判断造成C相高压绕组直流电阻异常的原因是高压套管SF6气体侧的过渡连接件与套管头部位的接触面存在局部接触不良所致。

2.2 套管电容值异常增大的原因

2.2.1 主电容值测量情况

试验测量C相套管主电容值为360 pF，与往年测量结果（336 pF）相比，其变化值达7.1%，据此初步判断套管内部已存在故障。

2.2.2 主导电杆检查情况

拆开套管两端固定端头，抽出导电杆，发现导电杆有明显过热现象，导电杆中部已过热变色（如图1所示），但气侧导电杆与端头触指接触良好，气侧端头两根与电容芯子第一屏连接电缆绝缘外皮也因主导电杆过热而熔化成裸铜线（如图2所示），主导电杆油气两端的橡胶密封垫片均因受热老化质变（如图3、图4所示），密封效果受到严重影响。

2.2.3 主电容芯检查情况

将电容芯子在法兰前后按径向分切成三段，拆除气侧电容芯子的铝金属端头，沿轴向切开电容芯子后发现气侧电容芯子端头有严重过热现象。由于发热，电容芯子第一屏沿端头根部出现长度约320 mm的开裂现象（如图5所示），这是导致套管电容值异常的主要原因。

2.3 缺陷原因分析

通过以上检查分析，套管缺陷产生的根本原因是由于套管气侧连接面接触不良而使导体长期发热所致，发热所产生的热量向套管主导电杆（铜金属）传递使主导电杆过热，同时也使气侧电容芯子头部过热。主导电杆及端头金属件过热引起该处橡胶密封件老化质变，致使密封件密封不良而导致气侧SF6气体通过主导电杆与电容芯之间的间隙向变压器油侧泄漏，引起变压器轻瓦斯动作报警。另外，套管电容芯子异常发热，使主电容芯子第一屏电容芯子沿气侧端头根部出现长度约320 mm的开裂，引起主电容值异常增大。

3 避免主变套管发生缺陷的预防措施

①针对此类型主变高压套管，当变压器运行中发生轻瓦斯报警后，用常规的检测手段无法判断原因时，应采取多方面的检查分析手段，避免误判漏判，导致延误故障处理的时间。

②检修过程中，重视电气设备导电回路完好性检查，设备检修回装时需检测导电回路的完好性，并确保导电回路中的所有接触面在安装后满足通流的要求。

③在检修时如发现试验数据与出厂及前次数据有较大偏差时应引起重视，对发生的原因进行查找分析，以判断是否设备存在内部变异。

④由于油气型高压套管密封件采用的是橡胶材质，其设计使用寿命不超过30年，由于受热及油腐蚀的原因，橡胶密封件的使用寿命还会大大缩短，因此对于运行超过15年的高压套管应加强检查，特别是导电部位发现有过热迹象的应尽早安排检查或更换。

参考文献：

[1] DL/T 573-95，电力变压器检修导则[S].