220KV变压器高压套管末屏放电原因研究

220KV变压器高压套管末屏放电原因研究

熊嘉城马涛谭金龙周杰

（国网新疆电力公司电力科学研究院830011）

摘要：220KV变压器是电厂常用设备之一，其运行的质量，极大程度上影响着电网系统运行的稳定性与安全性，保障其安全运行，有着现实的意义，因此需要针对其常见的故障，做出详细的故障分析，采取具体的防范措施与处理对策，最大限度上保证电网系统正常运行，本文笔者对220KV变压器高压套管末屏放电故障原因，做了简单的论述，并提出了具体的解决对策。

关键词：220KV；变压器；高压套管；末屏放电

高压套管末屏放电是变压器常见故障之一，若发生这一故障，不仅会对电网安全造成影响，还会给电厂带来巨大的经济损失。近年来由于变压器高压套管在线装置系统，已经造成了几起后果较为严重的变压器故障，这些事故的发生，引起了各电厂的高度重视，并积极的采取相应的防范措施。

一、220KV变压器高压套管末屏放电的原因

（一）220KV变压器高压套管故障检查

电厂为了确保变压器正常运行，防止高压套管出现末屏放电问题，通常需要对其做常规检查，主要检查三相高压套管末屏，例如，某电厂在例行检查中，在检查A相高压套管时，将护套盖打开后，在末屏的内部流出一些黑色绝缘油，同时还发现其末屏的接地引线柱和接地套出现明显的发黑迹象，在检查B相高压套管末屏的引线柱时，发现存在放电现象，在检查C相高压套管时，则没有发现异常现象。

故障检验：在提取套管绝缘油样，做检验分析时，发现A相套管的绝缘油样存在着严重超标问题，其中甲醛成分为750.9μL/L，其中乙炔成分为768.6μL/L，而氢气成分为1689.8μL/L，其中总烃成分为3454.8μL/L，在检查B相套管时，则没有发现异常，需要对A相套管做进一步故障分析。

进一步分析故障：在高压套管的顶部处的注油口，将真空泵连接上，以此确保可以在高压套管内部形成负压，同时将高压套管末屏拆除后，做故障检查时，发现其绝缘垫已经被烧穿（如图一所示），而且末屏的接地套复位弹簧，存在过流现象，其引线柱两端的表面上有残留物，复位弹簧安装处没有附着物。

（二）220KV变压器高压套管放电原因分析

根据高压套管末屏结构分析，因为引线柱和复位弹簧是并联回路，而且二者之间存在着间隙，在运行过程中，接触的电阻比较大，分流相对比较小，其中复位弹簧主要起到引流作用，在长期的电流作用下，使得弹簧的弹性系数不断降低，导致其弹力下降，最终造成接地套和护套盖之间出现接触不良情况，造成末屏放电，加之电弧工作产生的热量，会进一步降低弹簧系数，在高压末屏内形成电弧，使末屏绝缘垫被烧蚀，在其损坏后绝缘油进入管套末屏中，并被电弧作用给分解。究其主要原因是高压末屏结构不合理，由此对其采取更换高压套管方法做故障处理。

图一绝缘垫烧坏的情况

二、更换变压器高压套管

（一）做好作业准备工作

根据变压器高压套管末屏放电故障分析，最终决定更换新的高压套管，在更换前需要做好施工前准备工作，要制定合理的、科学的套管更换方式，同时要制定具体的更换方案，准备相关备件，做好抽样检查工作，确保套管的合格性与密封性，要将密封件，放入在绝缘油中，通过加热浸泡24小时的方式，使其发生变形与发硬，核实施工现场车辆运输的基本路线，严格控制真空泵、滤油机、干燥空气发生器等进场，做好质量检验工作，确保绝缘油质量合格，同时其容积可以满足变压器排油的需要，同时做好各项作业准备与防护准备。同时需要使变压器热油循环，做好主变压侧绕组的直流电阻测量与记录，并记录绝缘油的具体油位，接好排油管道以及排油泵，改接管道后启动真空滤油机，开始热油循环。

（二）变压器排油

在更换套管时，需要根据当时的气候条件来制定作业计划，由于作业时间与作业时机等，对套管更换作业有着重要的作用。在更换时为了控制水分的侵入，要缩短绝缘油脱水的时间，根据设备作业的实际情况，制定更换时间目标，譬如:此电厂在更换套管时，其时间控制目标为主变控油3小时，旧套管拆除并安装新套管使用2小时，套管抽真空的时间为3小时，其湿度控制在65%以下，更换的时间选定为中午。同时还需要确保作业时的湿度，将变压器的油温控制在高于20℃以上，再开始主变控油，启动干燥空气器，利用油枕排气阀，向变压器内部，注入一定的干燥空气，将其压力控制在合适的范围内，做好各项数据记录工作，需要注意的是要做好吊钩就位工作，把升高座手控盖打开，在安装新套管前做好清理工作，调整手拉葫芦的高度，使其起吊的角度和套管倾斜的角度保持一致。

（三）吊装新套管

套管吊装的基本流程如下：根据吊钩的正确姿势，将旧套管吊住，将旧套管分解后斜式吊出，接着将均压帽拆除，将旧套管的角度转为卧式，放置在固定位置，同时卧式起吊新的套管，安装均压帽，将卧式转变为立式，再将立式调整为斜式，并进入升高座，调整后将其对准螺栓孔，并将合螺栓穿上，在调整好预紧螺栓后，将吊钩摘掉。在起吊套管时，利用吊车轻微用力，并且按照顺序来松动一些法兰连接螺栓，使得套管可以着力并缓慢的上升，在离开法兰面后，检查倾斜度，确保其合适后，按照顺序将螺栓拆除，并起吊套管。

（四）变压器本体抽真空并注油

变压器本体上的球阀与真空泵之间使用的是真空软管来连接，同时还需要确保变压器本体和油枕之间的联络阀是紧闭的，将法兰盖打开后，安装三通阀与麦式真空仪，在变压器钟罩上安装百分表，确保阀门位置准确后，启动真空泵，开始抽真空作业，并记录相关数据，在安装新套管与抽真空时，要对绝缘油做滤油处理，确保绝缘油的质量，在注油期间，要控制好流量与出口的温度，使用滤油机注油，并记录相关数据，观察油位变化，当油位和本位排油前位置相同时，再停止注油作业。

（五）热油循环并调整油面

在注油结束后，开始脱水脱气（热油循环），要在真空滤油机的出口处连接变压器的进油阀，而滤油机的进口阀则连接变压器的排油阀，将散热器的供油管和回油管蝶阀打开，开始脱水脱气，定期记录滤油机的进口油温与出口油温，以及变压器顶层的油温。在脱水脱气12小时后，提取绝缘油样体化验，每6小时化验一次，直到各项化验指标没有明显的变化后，再结束脱气脱水，改接滤油机，将滤油阀关闭，拆除油管并安装堵头，静放变压器12小时左右，开始排气，在完成排气后，检查油枕油位，确保其准确性。在各项工作完成后，要做好运行前试验活动，确保变压器高压套管各项指标符合运行要求。

结语：

综上所述，电厂变电器高压套管常见故障是末屏放电，若发生末屏放电故障，则会影响电网系统运行质量，因此要做好定期检查工作，对于末屏放电问题要及时采取相应的处理措施，防止故障进一步恶化，造成更多的经济损失，文中以某电厂变压器末屏放电故障为例，分析了故障原因，并提出了具体的解决措施。

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