变压器套管末屏接地常见问题分析

何兴华

摘 要：高压套管是电力系统中广泛应用的设备，近年来，我局发生多起因变压器套管接地不良，导致的漏油、放电等事故。本文将综合分析我局现有六种套管末屏接地方式的结构功能、优缺点，结合实际缺陷案例提出防范措施，并进一步总结日常运行中的注意事项，对保证高压套管的安全运行具有参考意义。

关键词：高压套管；末屏；接地；缺陷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.253

1 前言

高压套管多为电容式结构，由接地端子、储油柜、上瓷套、下瓷套、电容屏、导电杆、绝缘油、法兰等部分组成，主绝缘为油纸绝缘，由若干层同心串联圆柱形电容屏组成，最里面靠近导电杆的称为零屏，最外面的称为末屏，电容屏数目越多，电场分布越均匀。在运行时必须保证末屏接地，才能使电容屏起到均压作用保证绝缘，否则将引起末屏悬浮电位放电，甚至套管爆炸等事故。在套管试验时，需要解开末屏接地，从末屏引出信号测量套管的电容值和介损，能够有效发现套管和末屏主末屏绝缘受潮、绝缘油劣化、电容屏间开路或短路等缺陷。因此，确保末屏运行时的可靠接地和试验时对地绝缘，是保证变压器安全运行的有效措施。

2 在运行的变压器套管末屏接地方式介绍

经过统计，我局目前在运行的变压器套管末屏接地方式主要分为内置式和外置式两种类型，其中内置式接地有5种情况、外置式接地有1种情况，总共6种情况。下面进行详细的介绍。

2.1 外置式接地方式

外置式接地方式分为两种形式，一种是通过外部装置接地，另一种是通过接地盖接地。外部装置接地即末屏的引出线通过小瓷套的引线柱引出，再在外部经过金属连片（情况1）、金属软线（情况2）、接地帽（情况3）等装置与套管底座相连，实现接地。

通过外部装置接地的优点是可以对末屏接地状态直接观察，也可以用万用表检查末屏接地是否可靠。缺点或容易引起的缺陷有几方面：停电检查或试验过程中拆卸螺栓时容易造成引线柱（螺杆）转动，内部末屏接地引出线受力脱落，造成末屏没可靠接地，甚至使小瓷套密封垫松脱，造成套管内的变压器油外泄或渗漏。接地金属连片、螺丝由于经常拆卸引起金属连片受力开裂折断，或拆卸后恢复不好造成接地不良。

外置式接地方式的另一种方式就是通过接地盖实现接地。末屏的接地引出线从小瓷套引出时，引线柱保持对地绝缘，而外部的接地盖与引线柱连接实现接地。根据接地盖和引线柱的接触方式可以分为通过弹簧片连接（情况4）和直接连接（情况5）两种情况。

接地盖的优点是运行时可以防尘、防潮和防腐蚀，对末屏检查和试验时只需取下接地盖即可，不会造成引线柱（螺杆）转动或内部末屏接地引现线受力脱落。缺点是不易观察末屏的接地状况； 当弹簧片弹性减小或变形时和引线柱表面有氧化层时，易造成末屏接地不良或悬空；同时不能用万用表直接检查是否可靠接地。

2.2 内置式接地方式

内置式接地（情况6）的末屏引出线从小瓷套引出，引线柱对地绝缘，引线柱通过弹簧与引线柱套紧密相连。内置式接地的优点是试验完松开弹簧可以自动接地，简单方便，有效避免了由于人为疏忽导致末屏失去接地的情况。缺点是弹簧弹力减小时或接地套与引线柱间有卡涩时，接地套不能随弹簧完全弹出，造成末屏不能可靠接地。运行中潮气进入，弹簧锈蚀失去弹性，套管试验时，推拔铜套无法推动，不能使末屏对地绝缘。

3 各类末屏接地方式的运行情况及防范措施

根据多年积累的运行经验，变压器套管末屏的各种接地方式由于其结构特点容易引发不同的故障，下面将介绍近年来我局发生的多起变压器套管末屏接地缺陷。

3.1 外置式接地方式常见缺陷与防范

当末屏引线柱是通过金属连片（情况1）或金属软线（情况2）接地时，因为拆卸螺栓时引线柱（螺杆）转动，曾经发生密封垫松脱、小瓷套渗漏、接地螺丝由于经常拆卸受力折断、末屏无法可靠接地等事故。

防范措施：（1）拆卸螺栓时应做好引线柱的固定工作，防止引线柱跟着转动。用软铜线压线耳后将固定螺母和末屏底座直接连接。（2）改为软铜线连接后，试验拆线时应拆与底座金属相连的那一侧，减少拆线时引线柱的受力。（3）复装接线时，应清洁各部件的接触面，确保其接触良好。

当末屏引线柱通过接地帽与接地部位底座金属相连时（情况3），因为接地帽与固定螺母为铜铝接触，运行中易产生电腐蚀，使接触面接触不理想，导致接触不良。

防范措施：（1）复装接地座、介子、固定螺母时，应确保各接触面的清洁、无油污杂质。（2）额外增加用软铜线压线耳后将固定螺母和接地座连接。当末屏引线柱应用接地盖时，连接方式分为弹簧片接触（情况4）和直接接触（情况5）。对于弹簧片接触的情况，常见缺陷有当弹簧片弹性减小或变形时和引线柱间接触不良，易造成末屏接地不良或悬空；运行中潮气进入，弹簧片锈蚀失去弹性甚至折断。对于直接接触的情况，常见缺陷有引线柱长度不够，未能接触到接地盖造成末屏接地不良；密封不良，运行中潮气进入，末屏引线柱锈蚀。

防范措施：（1）无论检修维护还是试验时，需确认弹簧片的弹性、是否存在变形。必要时应测量引线柱长度、弹簧片长度，以及帽盖的深度，来确定引线柱是否能够与弹簧片或接地盖接触良好。（2）检查帽盖的密封胶圈弹性情况，弹性不够时应进行更换（3）在重新安装时应清洁各部件，确保无油污杂质，并涂抹密封胶，增强接地盖的密封。

3.2 内置式接地方式常见缺陷与防范

内置式接地的末屏引线柱在内部通过弹簧式接地套接地。正常运行中，弹簧式接地套受到内部弹簧的压力，会连接套管内部的金属法兰，实现套管末屏保持可靠接地的状态。在对套管末屏进行试验和检查时，首先要向内按压金属接地套，使其和套管内侧接地金属法兰脱离，然后用一根金属梢插进引线柱孔内，断开接地法兰和引线柱的连接，使末屏处于悬空对地绝缘状态，然后连接测试线和引线柱开始试验。

内置式接地的常见缺陷有：如果接地套内弹簧片变形、弹力减小时或接地套与引线柱间有卡涩时，接地套不能随弹簧完全弹出，使接地套与引线之间发生接触不良等情况，造成末屏不能可靠接地；当运行中潮气进入，弹簧锈蚀失去弹性，铜套移位，也会使末屏脱离接地。

防范措施：（1）检修维护时，在拆除密封盖后，应测量末屏的接地情况。检查帽盖密封胶圈的弹性情况，弹性不够时应进行更换。（2）试验时拆除密封盖后，应先测量末屏的接地情况，保证插入销的清洁。试验完成，弹出接地套后应复测末屏的接地情况。（3）在重新安装时应清洁末屏引线柱和接地套等部件，确保无油污杂质，并涂抹密封胶，增强接地盖的密封。（4）运行单位购置适量的此类末屏备品（采用铜质或钢制材料），维护或试验时一旦发现有锈蚀现象，立刻进行更换。

4 建议

通过对我局现有六种套管末屏接地方式的结构功能、优缺点进行综合分析，结合实际缺陷案例提出的防范措施，为进一步做好同类设备的运行维护，保证设备安全运行，杜绝设备潜在隐患，特提出以下运维建议。

（1）对于弹簧式接地套形式的末屏，在试验前拆除密封盖后，应测量末屏接地导通情况；在试验后，应反复检查弹簧是否完全弹出，恢复末屏接地后，一定要用万用表测量套管末屏接地导通是否良好；每次末屏维护或试验工作完成后，需对末屏进行拍照留底。

（2）进一步加强相关工作人员的培训， 使工作人员充分了解各种末屏装置的结构，了解套管的运行维护和试验操作注意事项，严格按照规范操作，避免由于人为因素造成工作过程中对设备末屏的损坏。

（3）工作人员在开展红外测温时，应增加对末屏位置的观测，注意横向对比，发现有异常发热现象及时报告。

（4）适量申购各类型末屏备品备件，维护或试验时发现故障，应进行更换。

（5）管的末屏接地不良是引起套管不正常运行的多发故障，其后果也比较严重，建议制造厂对其结构加以改进。

5 总结

对末屏的安装、检修、试验必须严格按照相关规范进行，恢复接地时要根据各种方式的特点认真检查和核对位置，条件允许的可以用万用表确认，确保可靠接地。

上述的六种末屏接地方式各有优缺点，在保证安装、检修、试验规范到位的前提下，选用每一种方式都是可取的。现场发现的故障和缺陷也多由于工作人员在安装、检修、试验时疏忽造成。综合考虑各种接地方式的可靠性和事故率，建议套管末屏选用外置式接地方式。

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