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一起500 kV主变高压套管介损异常数据分析
作者：孔祥坤
来源：《科技资讯》2015年第32期
摘 要：变压器高压套管是将变压器内部的引线引到油箱外部的出线装置，其主要起是固定引线和保证引线对地绝缘的作用，测量变压器高压套管电容量和介质损耗因数是检查变压器高压套管运行情况的重要行试验项目之一，该文通过对一起500 kV变压器高压电容型套管介质损耗值与电容量测试值的变化关系，分析了可能引起油浸式变压器套管介损超标的原因。 关键词：变压器高压套管 介质损耗 Garton效应
中图分类号：T5M85 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（b）-0041-02 变压器高压套管是将变压器内部的引线引到油箱外部的出线装置，其主要起是固定引线和保证引线对地绝缘的作用。 按套管的绝缘结构可分为纯瓷套管、充油套管和电容型套管，其中电容型套管是目前使用最广泛的变压器高压套管，其内部绝缘可分为油纸电容式和胶纸电容式。该文所述的套管为环氧树脂浸纸式电容型套管。 1 环氧树脂浸纸式电容套管的结构简介。
该套管为铝法兰盘、铜导电杆、和环氧树脂浸纸芯子组成，套管通过铝箔形成局部电容平均电压，控制沿芯子厚度内和表面的电厂强度，以形成紧凑有效的设计，可以避免芯子表面电厂过度集中。芯子和同心铝法兰盘配装，法兰盘提供了和SF6连接的安装面。 2 数据异常情况介绍
2015年4月光照电厂高压试验人员对#3主变压器进行常规检修预防性试验，发现A相高压侧套管介损值超过标准， 使用仪器：PH2801介损仪、1550B型兆欧表2 500 V。试验数据见表1、表2。
从表 1和表2中的数据可以看到，该变压器A相套管的电容量由出厂值331.3 pF增大至336.6 pF，在不经温度换算情况下变化为趋势+1.6%，与铭牌值比较增大了3.5.%满足规程规范要求；但其套管介损值由0.47%直接增大到0.808%，与交接试验时比较增大了 1.7倍多，并且已经超过说明书所规定的0.007的要求，所以初步判定该套管可能存在异常。 3 原因分析及排除
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（1）依据 DL/T1154-2012《高压电气设备额定电压下介质损耗因数试验导则》对此次测试的套管电容量数据分析分析：A相套管的电容量（336.6 pF）与出厂值（331.3 pF）比较，变化趋势为+1.6%，未发生大变化，从而可以判定套管内部的绝缘结构应未发生实质性击穿突变。
（2）环境及设备的影响，从数据看，上次测试时环境温度、油面温度差别不大，同时使用设备为同一设备，所以设备和环境不是造成此次数据异常的主要原因。
（3）试验方法的影响，由于该500 kV变压器高压侧套管与GIS相连，所以在测试套管介损值时使用正接法从中性点直接加压测量，若变压器绕组存在异常，则高压介损值将直接受绕组的影响而变化。工作人员重新测试了主变压器的绕组绝缘电阻、吸收比、极化指数、绕组直流电阻，各项试验数据合格，同时变压器油样检测数据正常。同时此次试验方法与上次试验方法一直，所以导致此次高压套管数据异常的原因可排除变压器故障和试验方法的影响。 （4）套管末屏受潮的影响：现场打开套管的末屏装置发现内部有少量油溢出，经过清洁、烘干处理后进行套管介损仍然为0.802%，电容值未发生变化。测量套管末屏测试绝缘电阻大于1 000 MΩ，测量末屏介质损耗A相为0.808%，均小于正常的B、C相，初步排除末屏故障引起套管介损发生变化的判断。
（5）变压器剩磁干扰分析：现场重新将高低压侧接地刀闸合闸放电后，再使用变压器直流电阻仪对变压器低压侧进行注流消磁后，对套管重新进行测量，测量结果为0.823%，电容值基本没有变化。说明变压器剩磁不是引起套管介损变化的原因。
为此工作人员对该主变进行高压介损测试，由于中性点套管出厂试验电压值为140 kV，按照试验规程规定中性点现场运行过程总最大能承受的交流耐压电压值为140*0.8=112 kV，考虑到该介损值测试时间较长，为确保试验安全可靠该高压介损测试时试验电压按出厂值的50%为准，每5 kV测试一次介损值，试验谐振频率为45.2 Hz，结果如下表1所示。
通过对#3主变中性点施加50 kV、70 kV电压后，进行测量A相套管介损值结果表明，介损值已经随着电压的升高而减小，已经接近出厂值，电容值未发生变化，与出厂值接近。 高压介损测试仪测试的电容量均与常规的较为吻合，其A、B、C三相介损值均小于0.6%，试验数据符合规程要求。再次使用光照电厂介损测试仪对#3主变A相进行复查，测试结果为0.489%。测试结果合格。 4 结论
通过上述的现场试验分析，造成此次#3主变A相高压套管介损超标异常的主要原因为变压器空载退出时非周期分量存在的暂态过程中发生极化时，在介质表面出现束缚电荷，相应在导电杆及锡箔上吸附一部分电荷，使导电杆和锡箔上的电荷增多。
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5 预防措施
（1）提高一次电压，复核套管在高电压下的介损是否与出厂值与历史值有较大变化。即在发电机带主变零起升压至额定电压后，进行套管介损与电容量测试复核，如与历史差值较大时应进行更换。（2）定期进行监视和检查复测，特别是在大负荷期加强对该相套管的红外成像测温工作。 6 结语
介损测量是一项精确要求较高的试验项目，其对被试设备绝缘介质老化、受潮和存在局部缺陷的反应较为灵敏，但在现场测量过程中常常会受到环境温度、湿度、试验方法等外界因素的影响。 参考文献
[1] 电力设备预防性试验规程编写组.电力设备预防性试验规程[M].北京：中国电力出版社，1997.
[2] 陈化钢电气设备预防性试验方法[M].北京：水利出版社，1994.
[3] 中华人民共和国电力行业标准DL/T 1154-2012.高压电气设备额定电压下介质损耗因数试验导则[M].北京：中国电力出版社，2012