110kV主變壓器高壓套管滲漏油缺陷的故障分析及解決方案

以實例介紹了一起110 kV主變壓器高壓套管滲油缺陷分析及處理過程，針對主變套管油位異常缺陷，分析了油位異常的可能原因，通過逐一排查發現此次缺陷的原因是套管底部放油閥處膠墊老化、螺栓松動從而導致密封不良?？偨Y了變壓器套管滲漏油的常見原因及應對措施，為實際生產運行中的主變檢修工作提供了一定的參考。

引言

主變壓器是電網最重要的變電設備之一，其安全穩定運行對電網而言意義重大。套管作為變壓器的主要附件，是變壓器箱外的主要絕緣裝置[1]。變壓器高壓側套管是將變壓器內部的高壓引線引到油箱外部的出線裝置，同時還起著固定引線的作用，也是變壓器組件中較容易發生故障的部件[2-3]。套管中的絕緣油能有效隔絕空氣與套管內絕緣材料的接觸，不僅可以避免空氣中水分或雜質進入套管內部，還能對套管內絕緣材料起到保養作用，有效避免絕緣材料氧化、老化的情況[1]。套管一旦發生故障將會對變壓器的安全運行造成影響。

1 、變壓器套管故障分類

變壓器套管常見的故障主要表現有套管樁頭發熱、套管損壞。

1.1、變壓器套管樁頭發熱

此類故障主要通過紅外測溫發現套管樁頭處溫度明顯升高，如不及時處理將影響變壓器的安全運行。

造成故障的主要原因有：

（1）引線連接頭松動。變壓器長期運行振動、風吹引線晃動，造成引線及接線板固定螺栓松動，引起套管樁頭發熱。

（2）導電桿接觸不良。變壓器安裝工藝不符合要求或安裝不到位，造成導電桿內部并帽松動，引起套管樁頭發熱。

1.2、變壓器套管損壞

套管損壞的主要表現形式為由于外力破壞或內部故障等原因發生套管內部擊穿、外部瓷套開裂以及嚴重滲漏油等情況，此時變壓器無法繼續運行，需立即處理。

造成故障的主要原因有：

（1）套管存在設計制造缺陷或者電容芯子受潮，主絕緣擊穿。

（2）均壓球放電、脫落及末屏接地不良。

（3）外絕緣污閃或者雨閃。

（4）套管破裂、漏油。

2 、案例分析

2.1、主變壓器套管滲漏油缺陷

2020年12月22日，110 kV ××變運行值班人員在巡視時發現110 kV 1號主變高壓側A相套管滲油，油位低于正常油位的下限，已經不可見，如圖1所示，判斷設備已處于嚴重缺陷狀態。運行人員立即上報工區，并聯系檢修人員處理。檢修人員到達現場查看發現高壓側A相套管滲漏油跡象明顯，如圖2所示，由于套管滲油嚴重影響變壓器的安全運行，同時為了減少對用戶及電網的影響，調度安排24日對110 kV 1號主變進行停電消缺。

2.2、原因分析

110 kV ××變電站于2016年投運，1號主變壓器型號為SZ11-50000/110，額定容量50 MVA，電壓比110/10.5 kV，連接組別YNd11。

2.2.1 油色譜分析

根據《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》（DL/T 722—2014），當設備出現異常時，應取油樣進行檢測，因此檢修人員于12月24日對A相高壓套管取油樣進行油色譜分析。判斷設備內部是否存在過熱或放電性故障及故障的嚴重程度時，需基于溶解于油中氣體含量的絕對值與產氣速率。結合特征氣體的含量和設備運行情況，能及時發現設備中存在的潛伏性故障，并可判斷故障的發展情況[4]。A相高壓套管油色譜分析結果如表1所示。

220 kV及以下設備運行中套管的油中溶解氣體乙炔含量應不大于2 μL/L，氫氣含量應不大于500 μL/L。經數據分析，油色譜顯示無異常，表明A相套管內部不存在過熱或放電性故障。

2.2.2 絕緣特性測試

電網設備最容易發生絕緣缺陷。設備的絕緣缺陷可分為兩類：（1）集中性缺陷，如內部的氣隙、局部開裂、磨損、受潮等情況，是設備在生產過程中由于材料、工藝等原因潛伏存在的；（2）分布性缺陷，如絕緣材料的整體受潮、劣化等情況，是設備在運行過程中由外部環境因素造成的[5]。開展診斷性試驗，有助于及早發現這些缺陷。

查閱檢修資料得知，此臺主變壓器最近一次停電檢修為2017年，變壓器本體及套管的例行試驗數據均正常。為了查驗1號主變A相套管絕緣性能是否良好、是否存在受潮現象，清潔套管后，對A相套管進行絕緣電阻試驗、介質損耗和電容量試驗，測試結果均在合格范圍內，且與上次試驗數值相比無明顯變化。試驗數據對比如表2所示，結果表明，此臺變壓器A相套管的絕緣性能未受到損壞。

2.2.3 現場檢查

對套管部件進行逐一檢查。

（1）檢查故障相套管頂部端子和外部連線的連接，連接端子完整無損，無放電、過熱、燒損痕跡。

（2）檢查套管外表，將軍帽上蓋密封處沒有滲油現象。

（3）檢查套管頭部熱縮套，未發現有變壓器油滲出。

（4）檢查A相套管軟連接部分，軟連接情況良好。

通過逐一排查，發現套管底部放油閥處膠墊老化、螺栓松動。

2.3、缺陷處理

此次缺陷排除了套管內部存在過熱或放電性故障，套管絕緣性能良好，最終確認僅因為底部放油閥處膠墊老化、螺栓松動導致密封不良。如圖3所示，對放油閥處膠墊進行了更換并緊固螺栓。

3 、套管滲漏油常見原因及處理措施

3.1、密封膠墊老化或質量差

設備長期運行過程中密封墊老化，導致密封性能降低是常見的缺陷。對于沒有造成套管本體損壞的情況，處理措施是更換質量好的膠墊。文獻[6]中將軍帽上蓋內嵌O型密封圈明顯破損導致變壓器套管滲油，造成套管本體不能再繼續使用的情況，只能做更換套管處理。

3.2、螺栓老化或松動

對于外部環境導致的螺栓老化或松動，通過更換或緊固螺栓即能解決問題。同時，在拆、接套管引線及螺栓過程中，要注意檢查各部位是否連接良好。

3.3、材質不合格

文獻[7]中講述了由于套管部件材質不合格造成的漏油情況。由于材質不合格，導電管在運行中受力斷裂，使套管整體密封失效。歸根到底，故障原因是廠家為了降低成本而偷工減料，導致設備存在運行隱患。

3.4、其他原因

套管末屏未接地導致內部產生懸浮電位對塑料絕緣套局部放電，絕緣密封圈燒穿，也會導致滲漏油。

4 、防范措施及建議

4.1、切實加強設備出廠驗收

設備制造與出廠驗收階段，對設備質量進行監督，重點關注設備各部件的材質檢測，可通過入場抽檢等方式，確保設備的材質符合相關要求[8]。通過對各部件逐一把關，避免設備因本身質量或結構不合理而引起缺陷。

4.2、切實加強設備安裝管控

設備安裝階段，應嚴格把關安裝過程，確保安裝人員技能水平，避免由于人為原因或者安裝工藝不合格造成不良后果[8]。

4.3、切實加強設備特巡測溫管理

變電運維專業要高度重視紅外測溫工作，按照周期做好例行檢測，根據變電站差異化運維措施、電網預警、負荷情況、天氣情況、重大活動、節假日等開展特巡及紅外測溫，發現缺陷及時聯系檢修人員，危急缺陷要及時匯報工區及調度并做好記錄。

5 、結語

本文分析了一起110 kV主變壓器高壓套管滲漏油缺陷，故障原因是油閥處膠墊老化、螺栓松動導致密封不良；總結了套管滲漏油的常見原因，并對此提出了防范措施。

審核編輯：郭婷