关于“110 kV 主变套管末屏”试验超标分析

张业超，邹 山，林芳宇，刘雪洋，周建荣，欧芳梅

（海南输变电检修分公司，海南 海口 570000）

高压变压器作为电力系统中重要的核心部分，对整个电力系统的安全稳定运行有着至关重要的影响。为了确保电力系统的安全稳定运行，必须确保高压变压器的安全运行。开展高压变压器预试工作，通过高压变压器试验的有效执行，更好地了解电力系统系统的复杂性，提高整个电力系统的运行质量。高压变压器中高压套管又尤为重要，高压套管是高压变压器中的重要部件，其不但是引线对地的绝缘，而且还担负着固定引线的作用。高压电容式套管是变压器套管中常见的一种形式。

1 发现缺陷

2020-05，高压试验专业按计划进行110 kV 某变电站#1主变预试定检。在进行至套管试验时，当打开110 kV 侧C相套管末屏旋盖时，发现末屏引出导电杆表面有烧焦绝缘材料的痕迹，如图1 所示。之后，针对末屏引出的导电杆进行清洁及擦拭后并试验。套管本体介损0.240%、电容量282.4 pF、末屏绝缘为0.2 MΩ，当进行末屏对地介损试验时，升压至2 000 V 时，末屏有“吱吱”放电声，随即仪器高压电源跳开。套管本体介损值与电容值均在合格范围内，但末屏绝缘值低于1 000 MΩ，并且末屏对地介损无法测试出。之后现场取110 kV 侧套管油进行化验，其结果显示氢气、乙炔、总烃含量均超标，三比值为电弧放电。

图1 末屏导电杆表面有烧焦绝缘材料的痕迹

该油纸电容式变压器套管为抚顺传奇套管有限公司生产的BRDLW1-126/630-3 型，代号为OT501M 类套管，出厂年份为2007 年。

2 故障缺陷分析

电容式变压器套管结构上由电容芯、末屏、瓷套、金属附件和导体构成。套管的电容主屏由多层相互绝缘的铝箔层组成，能有效改善内部电场布局。电容主屏数目越多，套管电场分布越均匀，其中靠近内部导电部分的首屏为零屏，它与一次导电部分相联，最外一层屏称为末屏，通过末屏接地装置引出接地，整个电容屏充满绝缘油。在电力系统运行时，末屏必须为可靠接地，才能使外绝缘的瓷套表面的电场受内部电容芯的均压作用而分布均匀，也起到保护电容芯的功能，从而提高了变压器套管的绝缘水平。通过末屏试验可以测量变压器电容屏的电容量和介损，从而分析判断变压器电容屏的绝缘水平，掌握变压器套管运行状况。通过末屏试验可以有效地了解套管主末屏绝缘受潮、绝缘油劣变质、电容屏间开路、电容屏短路等缺陷。

目前，运行的油浸电容式套管的主绝缘电容屏结构无大差异，但套管外部接线端子，特别是末屏接地结构有较大差异。通常主变套管末屏引出线接地方式可分为外置型、内置型两种，虽然这两种末屏接地结构区别很大，但不同的两种结构末屏均在运行中接地。

#1 主变C 相套管为内置式末屏接地装置，其中内置式末屏接地结构为：末屏接地软导线穿过小瓷套通过内部的导电杆引出，导电杆穿过弹簧顶住前端的铜套，运行过程中通过弹簧给铜套施加压力，将铜套与末屏底座紧密接触，此时通过铜套接地。

正常运行时候，内置弹簧将末屏导电杆外铜套顶至与接地底座接触，末屏通过末屏接地铜套牢靠接地，如图2 所示。当内置弹簧弹性系数下降或接触不良时，会造成末屏铜套接地不牢靠。那么末屏对地会形成一个电容，这个电容远远小于套管本身的电容，因此就会在套管末屏与地之间形成很高的悬浮电压，形成末屏对地放电，灼烧附近的绝缘物，还可能发生套管爆炸的严重事故。

图2 通过铜套与接地底座紧密接触

05-20，进行该套管末屏的更换，拆解出来的末屏部件进一步验证了分析的正确性，如图3 所示。

图3 拆解出来的末屏部件

3 应对措施

3.1 设计制作一套专用试验工具

制作一个特制工具，采用固定连接末屏结构的方式，便于今后在现场试验进行拆、接操作，从而提高变压器套管试验效率。

3.2 加强电力设备培训

加强变压器培训，末屏内部结构相对复杂，外部接线复杂，试验专业人员应加强理论学习，掌握套管末屏等一次设备的结构特点。

3.3 加强对变压器套管的巡视

定期进行红外测温，定期对变压器套管进行红外测温时，尤其加强对高压套管末屏处测温检查，及时发现和消除末屏接触不良引起的过热问题。