浅析一起典型套管末屏故障及处理措施

龚杰（国网湖南省电力公司检修公司　湖南长沙　410004）

浅析一起典型套管末屏故障及处理措施

龚杰
（国网湖南省电力公司检修公司湖南长沙410004）

本文通过变压器套管几种常见末屏接地方式的分析介绍，结合一起典型案例分析了变压器套管末屏接地故障形成的原因，并对该类缺陷提出了解决方案。

变压器；套管末屏；接地方式；接地故障

1　引言

油浸式电力变压器是变电站的主设备，而套管则是变压器与电网连接的重要组件。其作用是把变压器箱体内部的高、中、低压侧的引线引至变压器油箱外部，通过外部引线与电网相连，同时起到引线对地绝缘固定的作用。同时，套管又是载流元件之一，变压器运行中，套管将长期通过负荷电流。因此，套管不仅应有较高的电气强度和机械强度，而且必须具有良好的热稳定性，以承受短路时的瞬间过热。近年来，套管末屏接地出现多起故障，严重影响主变的安全稳定运行，提高套管末屏接地的可靠性，成为当前急需解决的问题。

2　套管末屏接地方式

目前，变压器高压套管的接地方式大体上可以分为外置式、内置式和常接地式[1]。

2.1外置式接地（通过外部接地装置接地）（见图1）

末屏的接地主要依靠一根金属软线或金属连接片把引出线（引出线通过一个小瓷套引线柱引出，端部设有螺帽，可接线）与套管底座金属部分相连，通过金属外壳接地外。此类接地方式多见于老旧套管。

图1　末屏外置式接地案例

2.2内置式接地（接地方式是通过末屏罩与接地部件接触，接地冒再与金属外壳接地）（见图2）

套管末屏接地引出线焊接在接地杆上，接地杆通过小瓷套固定，构成引线柱，外部利用螺帽对引线柱进行固定，并压紧瓷套及密封件对末屏进行密封，引线柱外端对地绝缘，通过安装末屏接地罩，利用接地罩中的弹簧夹片与引线柱直接接触或接地罩与引线柱直接接触，接地罩采用螺纹或螺帽与套管底座金属部件进行连接，从而实现接地。

2.3常接式接地

该种接地方式属于常接地形式。该类末屏接地装置为一个整体性设计，见图3。末屏接地线与接线柱焊接后利用接地装置固定，在引线柱上设计有一个利用弹簧抵住的接地环，利用弹簧的弹性将接地环与接地装置前端接触，末屏接地装置利用两颗螺帽固定在套管底部金属部件上，从而实现末屏的常接地状态，外部再通过金属外罩进行密封、防水。

图2　末屏内置式接地案例

图3　弹簧式套管末屏结构示意图

3　套管末屏接地的优劣

（1）末屏外置式接地的最大特点是可以在运行及检修中直观的看出末屏的接地是否可靠。

劣势：①外置式接地长期暴露在外环境中导致金属连接线或金属片受到雨水、无机盐的腐蚀，长期使用造成金属接地线或接地片的断裂，接地点存在断开风险；②停电试验检修过程中，检修人员对末屏进行拆卸断开检查时容易使得引线柱的松动造成渗漏，如果引线柱随着转动，极易造成内部末屏接地线断裂，致使接地不可靠。

（2）末屏内置式接地彻底解决了外置式接地的缺点，避免了接地部件的腐蚀以及试验、检修人员极易造成缺陷的问题。

内置的末屏接地利用弹性金属夹片或接地罩进行接地，方式较为简单，但存在着一定的缺陷：①弹性金属夹片长期使用会变形或金属弹性下降导致接地点接触不良；②试验人员进行末屏试验完毕后，恢复末屏罩后不能对其进行接地导通测试，无法判断接地点是否已经可靠接地。

（3）常接地结构的套管末屏[3]，解决上面两种接地方式的困扰。即避免了外环境的腐蚀，也解决了不能测量是否可靠接地的问题。

通过挤压接地环，即可实现接线柱与金属外壳的分离，实现接地点的断开，便于试验人员的测试工作，松开接地环，接地环

[2]在弹簧弹性推动下回弹到金属接线柱顶端位置，接地点自动恢复导通，此时可测量末屏接地点是否可靠导通。

长期使用中，该类末屏接地方式比较可靠，但在长期运行中也逐渐暴露出其缺点：①弹簧弹性下降致使接地环回弹不到位，金属接线柱与末屏接地装置外壳有间隙，导致接地点不可靠；②接地环表面产生氧化层，导致接地环接地不可靠。

4　套管末屏接地故障典型案例

2012年湖南某500kV变电站#2主变停电例试时，发现#2主变A相高压侧套管末屏渗油，经现场检查后发现，末屏密封部位损坏，且末屏接地部位有烧蚀痕迹。该末屏接地方式属于图3中的弹簧接地。将该套管更换后，末屏接地部件取出后发现弹簧无压缩、卡滞，接地环与底座间有间隙，见图4。

图4　故障后的套管末屏

分析末屏接地弹簧失去弹性，接地环接地不可靠导致末屏对地点有放电情况，导致末屏部件烧蚀，温度上升，致使密封件损坏，继而渗油。该套管为抚顺某厂生产的BRDLW型套管，其末屏采用弹簧压紧式接地方式，运行中弹簧失效或试验接线中损伤末屏接线柱产生毛刺与杂质，都可能造成末屏运行中开路。套管末屏弹簧接地装置因为在运行中出现过接地不可靠，造成末屏放电的故障。该问题已被国网公司定为家族性缺陷，我省很多主变套管都是该厂家生产的套管，其中不乏弹簧结构末屏装置。

5　处理办法

综合现场检修实际情况，针对该类型套管存在的问题，我们有两种解决办法：

（1）对采用弹簧压紧式接地方式的BRDLW型套管末屏，现场检查末屏无异常，试验检查合格，则更换套管末屏辅助接地罩，见图5。

图5　套管末屏辅助接地罩

通过图5中的销轴4由弹簧6顶压末屏接线柱，再通过末屏帽与末屏座螺纹连接可靠接地，加装末屏辅助接地罩的目的是增加一个可靠接地点，在原末屏接地不可靠的情况下，末屏辅助接地罩还能保证末屏可靠接地。辅助接地帽能够快速、安全处理这一隐患，只要在主变停电的情况下，将原末屏接地罩更换为辅助接地罩即可。通过辅助接地罩，我们已在长沙某220kV#1主变成功应用，效果良好。

（2）对弹簧失去弹性，接地环接地不可靠的末屏，更换末屏接地装置，见图6。

图6　更换套管末屏接地装置

通过更换末屏接地装置，使用新型末屏辅助接地罩后，该缺陷得以彻底解决。

6　运行检修注意事项

（1）末屏外置式接地的套管，在试验、检修中，如存在接地线、接地金属连接片锈蚀的情况，应对其开展除锈处理或更换。解线试验检查时，拆卸螺栓避免引线柱有松动情况，如发生松动，要及时请变压器专业检修人员进行处理，严禁引线柱松动留下隐患缺陷，工作结束后必须恢复接地并测量接地导通的可靠性。

（2）末屏内置式接地的套管，在对末屏进行试验检查时，特别是拆卸接地罩的过程中，要注意检查金属夹片的弹性，以及金属夹片是否完好、有无变形、位置是否正常。严禁接地罩中的金属夹片有断裂、松动、锈蚀等情况，及时更换，确保接地点可靠接地。

（3）对于末屏常接地形式的套管，应检查接地环是否接触正常，弹簧弹性是否能保持接地环的可靠接地，必要时更换辅助接地罩或接地装置，确保接地点可靠接地。

（4）变压器（电抗器）停电检修试验后，试验人员必须恢复末屏接地，工作负责人应检查末屏接地情况，以保证末屏接地可靠。

试验、检修人员应在对套管末屏进行工作过程中，要注意现场末屏的结构形式，严禁对末屏造成损坏，发现问题要及时处理，工作完毕要恢复末屏接地，并用试验仪器检查接地导通，可靠接地，确保变压器的安全稳定运行。

[1]王新.变压器套管末屏损坏的处理及防范[J].电力安全技术，2006，5 （8）：42～43.

[2]董鹏.电力变压器套管末屏接地方式比较[J].北京电力高等专科学校学报（自然科学版），2010，4：23～25.

[3]韩金华，张健壮，王伟，杨岩.电力变压器高压套管末屏接地方式问题探讨[J].变压器，2009，6（46）：64～67.

TM407

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1673-0038（2015）51-0223-02

2015-11-28

龚杰（1983-），男，湖南常德人，工程师，硕士，主要从事变压器检修及电力设备状态监测及诊断研究工作。