一起变压器高压套管介损值增长异常的原因分析

　　摘要： 对110kV红某变电站#2主变A相高压套管介质损耗角tanδ值增长速度异常做了详细说明，并对套管进行了详细的试验分析，结合试验结果对产生这类情况的原因作了分析和研究，可供类似情况作参考。
　　Abstract： The abnormal growth rate of dielectric loss angle （tan δ） of the high-voltage bushing of No. 2 main transformer in a substation of 110 kV is explained in detail， and the casing is tested and analyzed in detail. Combined with the experimental results， the causes of this kind of situation are analyzed and studied， which can be used as a reference for similar situations.
　　关键词： 高压套管；介质损耗角tanδ值；增长速度异常；分析
　　Key words： high voltage bushing；dielectric loss angle tanδ；abnormal growth rate；analysis
　　中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）14-0277-02

0 引言

　　变压器的高压套管是电力系统中广泛使用一种重要电器，它將变压器内部低、高压引线引到油箱外部的绝缘套管。既起到了固定引线的作用，又作为引线对地绝缘。高压套管可分为充油式和电容式两种。测量介质损耗角tanδ和电容量是判断高压套管绝缘是否受潮的一个重要试验。由于高压套管的体积小，电容量小，一般为几百皮法，因此测量介质损耗角tanδ可以很灵敏地反映出绝缘受潮、劣化和其他局部性绝缘缺陷。尤其是测量高压套管末屏对地的tanδ值，能更轻易地发现缺陷。

1 套管介损增长速度异常的背景

　　110kV红某站#2主变三相高压套管为南京电瓷厂同一时期生产的产品，型号为BRDW-126/636-3，2004年9月投产，采用油纸电容型绝缘结构。2017年5月9日，我班人员对110kV红某站#2主变进行预防性试验时发现，#2主变三相高压套管的测量电容值和铭牌电容值相比，无明显变化。但A相高压套管tanδ值由上次试验数据的0.264%稳定值增加至0.455%，同比增长率高达76.5%，增长速度异常。A相高压套管tanδ值与B、C两相高压套管tanδ值相比测试数据差异明显。经分析，怀疑引起该主变A相高压套管tanδ值增长速度异常的可能原因，一是测试方法可能存在问题，二是套管本身可能存在异常。为了查找#2主变A相高压套管tanδ值增长速度异常的原因，我班人员对#2主变三相高压套管进行多次清抹、排除介损仪接地不良、介损仪内部干扰等外部干扰因素，发现A相高压套管tanδ值和排除干扰前的tanδ值无明显变化。随后，对#2主变A、B、C三相高压套管进行高电压下tanδ试验。具体数据见表1所示。
　　对#2主变A相高压套管取样进行色谱分析，氢气严重超标，达650.23μL/L，其它组分含量如表2所示，三比值经过计算查询，编码为010，对应故障类型为局部放电，已不具备投运条件。具体数据见表2所示。于2017年6月10日对该相高压套管进行了更换。

2 返厂试验及原因分析

　　为进一步查明#2主变A相高压套管管tanδ值增长速度异常的原因，对该项套管进行了解体检查分析工作。
　　2.1 解体前试验情况
　　现场解体前开展套管油色谱分析、介质损耗因数和电容量试验、局部放电测试和1min工频耐压试验。返厂检查发现，该套管外观无缺损，末屏部位无放电痕迹、无渗漏油等异常现象。
　　油样分析结果如表3所示，试验结果与之前的检测结果基本吻合，对应故障类型为局部放电，但各特征气体均有含量下降的现象，可能的原因是经过长时的长途运输气体分散所致。
　　高电压tanδ测试结果与在110kV红旗站现场测量的结果差异性不大，介损随试验电压的增加有上升的趋势。高压主套管介损及电容量测试结果见图1。
　　局部放电量测量时，施加电压为1.5Um/2，局放量在64pC左右。
　　2.2 解体检查情况
　　套管内部的电容屏由两种结构组成：主屏和端屏，屏间为多层油浸绝缘纸。电容屏的搭配布置为：主屏和端屏依次交替布置，最后组成套管的主电容。套管解体过程中发现套管下法兰附近的多层铝箔搭接位置有异常偏差，铝箔卷绕的重叠部位有烧痕出现，铝箔搭接打孔位置也有烧痕（见图2）。铝箔的搭接是为了均压，当卷绕时出现位置偏差，必然导致均压不良出现低能局放，长期运行过程中逐渐形成烧痕。
　　最内层绝缘纸与铝管有粘性物质出现（见图3）对烧痕位置处的电容纸和粘性物质处的电容纸进行了成分检测，发现烧痕处的碳黑物质成分主要为固定电容纸的胶水，铝管与电容纸间的粘性物质为X蜡，此物质是在特定环境下长期低能放电形成的聚合油。

3 原因分析

　　综合电气试验结果、解体检查结果，本次110kV红某站#2主变高压A相套管增长速度异常的原因为套管下法兰附近的电容芯里铝箔重叠位置有偏差，均压不良，导致长期低能局部放电。

4 结束语

　　通过对110kV红某站#2主变高压A相套管增长速度异常原因的分析，套管下法兰附近的电容芯里铝箔重叠位置有偏差，该偏差是在电容芯卷绕过程中造成的，属生产工艺不良。通过对本次缺陷的研究及处理，积累了油纸电容式套管的运行、试验及维护的经验，并为同类型缺陷的早期检测等提供有益经验。

参考文献：

　　[1]陈化刚.电力设备预防性试验方法及诊断技术，中国水利水电出版社.
　　[2]Q/CSG 114002-2011，电力设备预防性试验规程[S].2011.
　　[3]孙路.电力设备预防性试验新规程及进展[J].甘肃冶金， 2005（04）.

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