对一起变压器套管故障及处理方法的探讨

杨红梅

(新疆汇通水利电力工程建设有限公司，乌鲁木齐 830000)

1 引 言

变压器是在电力系统中承担电能传输和分配以及电压转换的主要电气设备，由变压器本体和各类配置装置组成。其中，变压器套管是变压器重要的组成配件，是变压器载流元件之一，是将变压器内部高、低压引线引到油箱外部的绝缘套管，不但作为引线对地绝缘，并且也担负着固定引线的作用。如果变压器的高、低压侧套管出现故障或者缺陷，将直接危及变压器的运行及电网供电的可靠性。套管有不同的电压和电流等级，有不同的形式，主要有充气套管、充油套管、纯瓷套管、电容式套管等。电容式套管有胶纸电容式和油纸电容式两种，是以电容芯子为主绝缘的套管。如果变压器油纸电容式套管密封不严发生漏油事故，套管内电容屏间少了油介质，会导致电容烧坏，并有可能导致主变压力释放阀动作，严重的会导致发热、烧坏，甚至发生爆炸，因此套管密封不严密问题不能忽视，对套管及时进行检修与维护、减少并杜绝套管事故是十分重要的。

2 事故回顾

2009年12月下旬，在新疆阿勒泰地区某水电站施工过程中，4台SF10—50000/110型的主变压器油箱释压阀全部动作，变压器油枕气囊不同程度受损，并伴有油喷现象。同时110kV GIS与变压器连接部分气体压力下降。

事故发生后，变压器厂家到现场检查事故原因，初步判断为变压器配套套管采用南方厂家生产品，没有考虑到在高寒地区的使用环境温度，加之电站安装尚未完成，主变安装完成后未投入运行，本体温度太低，导致密封圈失效。因当时气温太低，室外无法工作，次年春季将套管运回厂家进行检查分析，原因同前。

3 事故分析

该电站的接线方式为单机单变，汇集到110kV GIS后集中出线，110kV设备采用GIS(六氟化硫组合电器)设备，主变压器高压侧采用油纸电容式套管与GIS设备连接，主变为户外主变。

事发地阿勒泰处于我国西北最边远地区，冬季气温很低，最低时达到－40℃以下，事故发生当天气温达到－30℃。

事故发生后，作业人员立即对主变外观进行检查。4台主变压力释放阀动作喷油，主变油枕气囊受损，油枕油位降低，主变其他部位未见异常。厂家将油套管拆回后解体检查，发现绝缘油密封圈已经失效，其他部位完好。由于变压器厂家采用的套管属于外购油纸电容式套管产品，没有考虑到使用地区的温度问题，套管使用温度为－25～40℃，套管中的橡胶密封圈不能抵抗－30℃低温，橡胶密封圈在低温作用下硬化，导致密封失效。GIS设备中的SF6气体通过密封圈泄露至变压器本体，造成器身压力上升，释压器动作，油枕气囊损坏 (当时GIS开关站设备已经安装完毕，主变高压进线室气体已经充至正常压力0.4MPa)。

3.1 常见的变压器油纸电容式套管故障

a.因环境质量差导致套管表面污秽，造成雨雾天气发生电晕现象。

b.套管出线连接松动，接触处过热导致氧化，甚至烧熔。

c.套管表面脏污并吸收水分后，会使绝缘电阻降低、导电性灵敏，不仅容易引起表面闪络，还可能因泄漏电流增加，使绝缘套管发热并造成瓷质损坏，甚至击穿或在套管之间发生放电现象，造成保护跳闸，严重时会使套管产生裂纹和破碎。

d.在安装或检修过程中，造成导电杆松动，或套管受力不均，发生套管过热、渗油等，极易使变压器受潮出现绝缘故障，导电杆螺纹损坏，有过热变色现象。

e.使用时间较长、环境温度高，套管密封垫老化，套管胶垫密封失效。油纸电容式套管顶部密封不良，可能导致进水使绝缘击穿，下部密封不良使套管渗油，导致油面下降。f.使用环境潮湿，套管内部绝缘容易受潮。g.变压器套管因环境温度太低，导致密封失效，

引起变压器故障的很少见，一般只发生在冬天比较寒冷的北方区域。

3.2 针对以上套管的各类故障及主要缺陷的处理措施

针对套管本身设计或者制造结构不合理而引起的头部过热问题，可采用银铜过渡，从而减小受热氧化。针对套管本体或者引线密封不良，有渗水或漏油等现象，可采取的措施是:通过更换质量好的胶垫，拧紧紧固螺栓，密封圈应受力均匀，松紧适度，使套管密封严密。针对套管油样检验不合格，应重新进行滤油、加热等，并且定期进行检验，符合规范后方可投入运行。同时在安装与检修的拆、接、引过程中，要注意检查各部位是否连接良好，导电体接触面应打磨光滑后涂上导电膏，以减小其接触电阻，从而杜绝其摩擦导致过热现象。

3.3 套管形成缺陷的主要原因分析

主要原因:a套管设计本身存在不足之处;b套管在制造过程中使用的材料余度不大;c选择主变配套套管时，没有充分考虑地理环境与运行环境 (海拔、湿度、温度等);d在运输及安装、检修作业中人为造成的。

对于以上原因造成的缺陷，注意以下几点是比较容易避免的:

a.套管卧放及运输时，应放在专用包装箱内，保持固定，以免窜动损伤。套管放置时上端无瓷裙部位设支撑点，尾部也要设支撑点，支撑点下用软物垫好，以免损伤支撑点。

b.套管起吊时应缓慢进行，避免碰撞其他物体;直立起吊安装时，应使用法兰盘上的吊耳，并用麻绳绑扎套管上部，以防倾倒;竖起套管时，应避免任何部位接触地面。注意不可起吊套管瓷裙，以保证瓷套完好。

c.在套管的装配中应特别注意以下几点:a防止受潮:存放时应放置在干燥的环境或者在仓库保存，安装时尽量选择良好的天气进行装配;b套管顶部的密封:套管顶部的密封可分为套管本体的密封和穿引线的密封，如果顶部接线板、导电头之间密封不严密，雨水会沿套管顶部接线板、导电头及电缆线顺导管渗入变压器引线根部，将会导致受潮击穿放电，造成保护停电，因此，必须用螺栓压紧以保证密封。

d.在做耐压试验真空注油时，应选择干燥天气，套管各部分密封情况检查合格后，首先建立真空，保持残压在133.3Pa以下，按规定时间注油。考虑到要取油样及破坏真空，应稍多注一些油。注油后破坏真空时，套管油位稍有下降，若有缺油现象需及时加油。

e.在套管运行时，其外部接地罩应良好接地;均压球位置调整应适当，如调整不当，球面会产生滑闪放电，造成介质击穿，对套管的电气性能危害很大;油样阀、放油塞的质量要好，不得有锈迹;胶垫的质量应良好。

4 事故处理

此次变压器事故，主要是由套管密封失效引起的。套管密封失效的原因主要有以下几个方面:a套管密封材料与套管配合不严密;b超周期运行或胶垫存在质量问题、胶垫老化等;c安装与检修人员经验不足，螺栓紧固力不够;d在套管大修中，抽真空不彻底，使屏间残存空气，运行后在高电场作用下，发生局部放电，可能导致绝缘层被击穿，造成事故。

此次事故处理方式为变压器油枕气囊更换，变压器重新滤油，套管密封更换为适应温度－40～40℃的密封装置。

该事故是在安装过程中出现的，如果在运行中出现，后果将不堪设想 (但也可能不会在运行中出现，因运行中变压器本体会发热，密封圈不会因环境温度过低而失效)。

5 结 语

对于一些特殊地区，如高海拔地区、高温地区、高寒地区、潮湿地区等，在变压器订货及安装时，要特别考虑变压器与套管的配套使用及安装环境的问题。要充分考虑安装地区的实际情况，根据现场情况，选择相应的变压器与配套装置。在安装过程中，安装人员要考虑变压器及套管的实际应用环境极限，及早发现问题，在安装时保质保量。在运行时，运行维护人员要经常仔细检查相应设备的运行情况，在高温低寒天气，注意保证设备的正常运行参数，及早发现运行中的问题，把事故控制在萌芽状态，保证电站的正常运行，避免造成严重后果。

［1］管胜利.浅析配电网变压器油纸电容式套管故障与防护措施［J］.电气世界(电子版)，2009(6).

［2］张安刚.配电变压器套管常见故障维修［J］.农村电工(电子版)，2007(4).