变压器套管介损测试结果异常及处理方法浅析

郭小凯 甘 露 贺绍鹏

（1.珠海供电局，广东 珠海519000；2.国网物资有限公司，北京100120）

0 引言

套管是电力系统中广泛应用的一种重要电器，它能使高压导线安全地穿过接地墙壁或箱盖，与其他电气设备连接。变压器套管预防性试验的主要项目为测量套管的介损（tanδ）和电容量，测量末屏的绝缘电阻，套管的常见缺陷如劣化、受潮都会导致其tanδ增加，所以通过tanδ 的变化可以较灵敏地检测出绝缘受潮和其他局部缺陷。

1 套管介质损耗测量的基本原理

110kV 及以上套管的绝缘结构一般采用电容型，即在导电杆上包上许多绝缘层，绝缘层之间包有铝箔，以组成一串同心圆柱形电容器，通过电容分压的原理均匀电场。最外层铝箔通过小套管引出，也就是套管的末屏。套管末屏的主要作用是用以测量套管介损和电容量接线，正常运行情况下末屏应可靠接地。套管在运行中除要长期承受工作电压、负荷电流外，也要求具备承受短时故障过电压、大电流的能力，因此要求套管绝缘性能要好，需有一定的绝缘裕度。

测量套管的介损和电容量是判断套管绝缘状况的一个重要手段。变压器套管相当于一个小电容，套管顶部引线为电容的首端，末屏为电容的尾端，测试时，为保证测试数据精确，结合变压器结构特点，介损测试应采用正接法接线，接线方法如图1所示。

图1 变压器套管介损测量基本电路

通过调节R3和C4使电桥达到平衡时，介质损耗因数及电容量计算公式如下：

tanδ＝ωC4R4

CX＝（R4/R3）CN

式中，CN为高压标准电容器，R4为无感固定电阻，ω 为角频率，以上三个量均为定量；R3为无感可调电阻，C4为可调电容器，以上两个量为变量。

2 常用测量方法

依据套管结构和安装特点，套管介损常用的测量方法为西林电桥正接法，正接法能排除外界干扰，抗干扰能力较强，测量时应将变压器A、B、C、O 相套管短接加压，避免相间杂散电容影响测试结果，非测量侧应短接接地。

3 测量结果判断标准

依据中国南方电网Q/CSG114002—2011《电力设备预防性试验规程》规定，变压器套管介损测试结果如表1所示。

表1 变压器套管介损测试结果

4 套管介损测试分析

试验中造成套管介损测试值超标的因素是多方面的，从大的方向分析可分为以下两个方面：（1）外部因素引起的测量结果不合格；（2）套管本身存在问题造成的测量结果不合格。

4.1 外部因素引起的测量结果不合格

在对试验结果是否合格的判断中，首先要排除人为原因造成的试验结果不准确，然后才可进一步对变压器进行测试，并根据测量结果进行判断。常见的外部因素造成的测试结果不准确有以下几个方面：

4.1.1 测量仪器选择不正确，仪器本身精度不够，抗干扰能力不足

运行中套管介损测试一般要在变电站内进行，站内设备在运行状态，经常会有来自其他运行设备的工频干扰，因此，介损测试时应采用类工频电源，排除工频干扰信号。目前市场上的相关测试设备大多能做到这一点。

4.1.2 接地不良引起

首先是仪器接地不良问题，在进行介损测试时，仪器接地不良常会产生较大误差，因此，在测试过程中应将介损仪可靠接地；如附近接地引下线表面有油漆等，应用锉刀将表面油漆清除后再接地，保证接地良好；另测试结果有异常时，也可在仪器上多接一个接地点，排除地网引下线接地不良干扰。

其次，在套管介损测量时，要保证被测绕组两端短接，而非测量绕组则必须进行短路接地。这种接地方式可防止因绕组电感与电容串联后引起的电压与电流相角差改变，减小试验造成的误差。

4.1.3 套管表面脏污、潮湿引起

现场经验表明，套管表面脏污、潮湿会导致介损明显偏大，甚至超出管理值，影响试验人员的判断。一般情况下进行清洁后介损值会明显下降。

4.2 套管本身存在问题造成的测量结果不合格

4.2.1 套管绝缘渗水、受潮

电容型套管电容芯子是由多层电容串联而成，最外层即套管末屏，通常情况下，末屏运行中应可靠接地，并防止受潮。若套管密封性不好就很容易引起渗水、受潮，水分侵蚀电容芯子将破坏原有的绝缘性能，造成变压器介损超标，久而久之恶性循环，就会导致套管绝缘性能越来越低，甚至逐层击穿电容屏。

4.2.2 套管末屏接地不良

由套管的结构可知，末屏是套管绝缘最薄弱的地方，也是最容易损坏的地方，依据南方电网公司最新版的《110～500kV交流电力变压器技术规范》要求，套管末屏与电压抽头（若有）需接地可靠牢固，并方便试验。统计表明，末屏接地不良是造成事故的主要原因，一般是接地不良产生悬浮电位造成末屏端部靠近接地法兰处出现较高电压，形成放电，随着时间推移，放电逐步发展导致绝缘越来越差，甚至使整个绝缘结构损坏。

4.2.3 套管一次导电杆接触不良

针对这种缺陷，测试中应重点关注，通常导电杆与套管将军帽之间接触不良，造成接触电阻过大，会导致介损测试时阻性分量过大，从而介损超标。测量中应排除因接触不良引起的介损过大影响。

5 结论和建议

（1）在套管的采购上应严把质量关，选用现场试验/维护方便、结构合理的产品，并严把出厂、交接试验关。

（2）现场试验人员应熟悉不同厂家、型号套管结构、测试方法，常见干扰类型及排除方法，避免人为因素造成对设备健康状况的误判、错判。

（3）现场测量变压器套管介质损耗因数时应将变压器绕组连同中性点短接后接高压引线，以避免变压器绕组电感、变压器本体电容对套管介质损耗和电容量的影响。

（4）如因套管质量问题造成介损超标，应采用高电压介损，跟踪红外测温情况等综合判断套管状况，及时排除相关缺陷。