導(dǎo) 讀

近年來，電力干式變壓器高壓套管的故障時有發(fā)生，電力單位高度重視套管的運(yùn)行情況，制定各項反事故措施，保證套管的安全運(yùn)行。小編整理了電力干式變壓器用高壓套管的選用原則以及套管的現(xiàn)場試驗監(jiān)測技術(shù)。

電力干式變壓器用高壓套管的選用原則

一、套管的結(jié)構(gòu)形式及分類

套管的結(jié)構(gòu)形式及分類見下表 ：

二、套管的選用原則

2.1、基本選用原則

2.1.1、套管的選用應(yīng)滿足干式變壓器的性能指標(biāo),如:設(shè)備較高電壓、較大運(yùn)行電流、絕緣水平以及安裝方式等滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行的相關(guān)要求。

2.1.2 、套管的選用還應(yīng)考慮其他因素,如：

a)  運(yùn)行環(huán)境：海拔、污穢等級、環(huán)境溫度、工作壓力、布置方式；

b)  干式變壓器結(jié)構(gòu)：出線方式、套管安裝方式、安裝TA總高度；

c)  套管結(jié)構(gòu)：載流方式、內(nèi)絕緣形式(油浸紙式和膠浸紙式)、外絕緣套筒材料(瓷套或硅橡膠)；

d)  套管供貨商,安全可靠性、運(yùn)行業(yè)績等因素。

2.1 3、套管的絕緣水平應(yīng)高于干式變壓器本體的絕緣水平。

2.2、按干式變壓器額定電壓等級選擇

2.2.1、當(dāng)套管的額定電壓大于40.5kV時,套管的主絕緣結(jié)構(gòu)形式宜為電容式。

2.2.2、當(dāng)套管的額定電圧不大40.5kV時,套管的主絕緣結(jié)構(gòu)形式則根據(jù)不同情況可以為純瓷(復(fù)合) 式或為電容式。

2.3、按套管的載流方式選擇

2.3.1、當(dāng)套管的額定電流小于630A時,套管的載流方式宜為穿纜式。

2.3.2、當(dāng)套管的額定電流不小于630A或電壓不小于220kV時套管的載流方式宜為導(dǎo)桿式。

2.4、按干式變壓器的運(yùn)行條件選擇

2.4.1、當(dāng)干式變壓器運(yùn)行場所屬于正常環(huán)境條件時,直接選用套管供方提供的標(biāo)配規(guī)格的套管。

2.4. 2、當(dāng)干式變壓器運(yùn)行場所海拔大于1000m時, 應(yīng)選用套管的外絕緣按GB/T4109校正后的尺寸規(guī)格,套管浸入油或SF6介質(zhì)中的部分,其擊穿場強(qiáng)和閃絡(luò)電壓不受海拔影響,絕緣距離不用進(jìn)行校正,套管的內(nèi)絕緣水平與海拔的影響無關(guān), 無需進(jìn)行校正。（注:由于受到浸入介質(zhì)部分的介質(zhì)擊穿強(qiáng)度和閃絡(luò)電壓的限制,在高海拔地區(qū)使用的套管,無法在比運(yùn)行地點低的海拔下用試驗方法來校核所增加的電弧距高是否足夠,因此套管供方應(yīng)證明套管的外絕緣電弧距離增加的量足夠。）

2.4.3、電網(wǎng)系統(tǒng)的較大相電壓可能會超過Um/√3,在任意24h內(nèi)累計不超過8h及年累計不超過125h 時, 套管應(yīng)能在如下電壓值下運(yùn)行:

對運(yùn)行電壓可能超過上述值的系統(tǒng), 應(yīng)選取較高Um值的套管。

2.4.4、抗震性能要求較高的干式變壓器,宜選用干式套管。

2.5、按干式變壓器的絕緣介質(zhì)種類選擇

2.5.1、當(dāng)干式變壓器內(nèi)部絕緣介質(zhì)采用干式變壓器油且外部與架空線直接連接時, 應(yīng)選用油-空氣結(jié)構(gòu)的套管。

2.5.2、當(dāng)干式變壓器內(nèi)部絕緣介質(zhì)采用干式變壓器油并且與外部 GIS直連時,應(yīng)選用油-SF6結(jié)構(gòu)的干式套管。

2.5.3、當(dāng)干式變壓器內(nèi)部絕緣介質(zhì)釆用SF6氣體,外部絕緣為空氣時,應(yīng)選用SF6-空氣結(jié)構(gòu)的干式套管。

2.5.4、當(dāng)干式變壓器內(nèi)、外部絕緣介質(zhì)均采用干式變壓器油時,應(yīng)選用油-油結(jié)構(gòu)的套管。

2.6、換流干式變壓器調(diào)閥應(yīng)用選擇

閥側(cè)交直流套管, 宜選用膠浸紙式交直流套管或充SF6油紙電容式的交直流套管。

2.7、按油浸式平波電抗器應(yīng)用選擇

油浸式平波電抗器, 閥廳側(cè)宜選用膠浸紙式直流套管或充SF6油紙電容式的直流套管。

2.8 實施在線監(jiān)測的應(yīng)用選擇

對套管實施在線監(jiān)測時,應(yīng)選用帶電壓抽頭的套管。

電力干式變壓器高壓套管維護(hù)、試驗和檢測方法

下面以油紙電容型套管為例，對其日常維護(hù)、試驗和檢測方法進(jìn)行討論，分別從預(yù)防性試驗技術(shù)、專業(yè)巡檢技術(shù)和在線監(jiān)測技術(shù)三方面方面介紹了停電試驗、檢查內(nèi)容及注意問題，專業(yè)巡檢的重點部位和項目，以及在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用和建議。油紙電容型套管的結(jié)構(gòu)原理110kV及以上的電力干式變壓器高壓套管多數(shù)為油紙電容型套管，它依靠電容芯子來改善電場分布電容芯子由多層絕緣紙構(gòu)成，在層間按設(shè)計要求得位置上夾有鋁箔，組成了一串同軸圓柱形電容器，以絕緣紙浸以礦物油為絕緣。預(yù)防性試驗技術(shù)

油紙電容型套管的預(yù)防性試驗是對套管進(jìn)行定期停電試驗和檢查，主要是主絕緣試驗和末屏試驗，以及其他部位的檢查。

（一）主絕緣試驗。主絕緣介損測量用正接法。介損值的增加，很有可能是套管本身劣化、受潮都會引起。而介損值異常變小或負(fù)值，可能是套管底座法蘭接地不良、套管表面臟污受潮、末屏受潮等形成“T”形網(wǎng)絡(luò)干擾引起，也有可能是介損儀標(biāo)準(zhǔn)電容器受潮等引起。電容量的增加可能是由于設(shè)備密封不良，進(jìn)水受潮，也有可能是套管內(nèi)部游離放電，燒壞部分絕緣層的絕緣，導(dǎo)致電極間短路。而電容量的減少，可能是套管漏油引起，內(nèi)部進(jìn)入了部分空氣。（二）末屏試驗。測量絕緣電阻，小于1000MΩ時，應(yīng)測量末屏對地tgδ，其值不大于2%。末屏介損測量用屏蔽反接法。末屏的絕緣情況反映外層絕緣水平，外層絕緣受潮，將導(dǎo)致主絕緣逐漸受潮。（三）將軍帽的密封性以及與導(dǎo)電桿的接觸情況檢查。將軍帽外面密封圈密封不良時，潮濕的空氣進(jìn)入將軍帽里面空腔，使將軍帽與導(dǎo)電芯桿連接的內(nèi)螺紋氧化，導(dǎo)致將軍帽與導(dǎo)電芯桿接觸接觸不良，容易造成套管將軍帽運(yùn)行中異常發(fā)熱。有些設(shè)計不合理的防雨罩，因與導(dǎo)電芯固定銷接觸不良處于“懸浮電位”，對瓷套產(chǎn)生高頻放電，引起主絕緣介損測試值異常變大。檢查時注意密封圈附近是否有銅綠銹跡或漏油現(xiàn)象；另外用萬能表測量將軍帽與導(dǎo)電桿的電阻是否為零；必要時檢修前后進(jìn)行干式變壓器三相直流電阻測試，電阻值及平衡系數(shù)是否超標(biāo)。（四）檢查套管油位和漏油情況。油位異常變高，必須停電做主絕緣絕緣試驗，必要時對套管絕緣油進(jìn)行油中溶解氣體色譜分析，檢查氫氣、乙炔和總烴的含量是否超標(biāo)；如套管油位異常變低，則檢查套管是否有漏油現(xiàn)象，一般是將軍帽處和末屏處。必要時取油樣進(jìn)行水分含量測試。另外注意，油標(biāo)管堵塞時會出現(xiàn)假油位現(xiàn)象。（五）檢查末屏的接地情況。末屏正常運(yùn)行時，必須保證接地良好。套管的末屏接地方式大概有三種：1.外接式：末屏通過外部銅片或銅線與套管底座連接，用螺絲上緊，底座接地。外接式比較容易看到接地情況，絕緣試驗時，較好不要動末屏端，只拆開底座那端的接地螺絲。注意控制擰螺絲的力度，避免折斷末屏金屬棒。恢復(fù)接地后，建議用萬能表檢查末屏與干式變壓器外殼的電阻，數(shù)值應(yīng)為零。2.內(nèi)接式：末屏通過接地帽接地，接地帽通過螺紋上緊在套管底座，接地帽內(nèi)部壓緊末屏，底座接地。注意觀察接地帽里面是否存在火花放電痕跡。旋開接地帽時注意力度，避免折斷末屏金屬棒；旋緊時不應(yīng)使用扳手，而應(yīng)用手旋緊接地保護(hù)帽。接地帽應(yīng)旋緊，避免里面受潮氧化腐蝕現(xiàn)象。3.推拔常接式：末屏通過彈簧直接將外銅套壓緊套管底座內(nèi)壁，底座接地。打開保護(hù)帽檢查外銅套是否有火花放電痕跡或銅套有變色現(xiàn)象。絕緣試驗恢復(fù)接地狀態(tài)時應(yīng)檢查銅套是否活動自如，不能有卡澀，并使用萬用表測量末屏對干式變壓器外殼（地）的電阻值，如異常應(yīng)處理。保護(hù)帽應(yīng)旋緊，避免末屏處受潮，導(dǎo)致末屏接地裝置中的金屬部件銹蝕，進(jìn)而造成外銅套與法蘭接觸面因銅銹存在而出現(xiàn)末屏接地不良現(xiàn)象。以上為停電時的試驗、檢查項目。如需要進(jìn)行油中溶解氣體色譜分析、水分含量測試時，必須征求套管廠家的意見進(jìn)行。四、專業(yè)巡檢技術(shù)專業(yè)巡檢是專業(yè)技術(shù)人員對運(yùn)行中設(shè)備的某些項目進(jìn)行有針對性的檢查和測試。一般配備望遠(yuǎn)鏡和紅外熱像儀（一）套管的油位和漏油檢查。采用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行仔細(xì)檢查，檢查部位跟以上一樣。（二）紅外檢查。利用紅外技術(shù)對電力系統(tǒng)中具有電流、電壓致熱效應(yīng)或其他致熱效應(yīng)的帶電設(shè)備進(jìn)行檢測和診斷。1.儀器的選用。專業(yè)紅外檢測時，不宜使用紅外測溫儀（點溫儀），而用紅外熱像儀。2.測試條件的選擇。以陰天、多云、夜間或晴天日落2h后為宜，夜間較好，不應(yīng)在雷、雨、霧、雪氣象條件下進(jìn)行檢測。3.儀器的設(shè)置。設(shè)備的輻射率取0.9，色標(biāo)溫度量程宜設(shè)置在環(huán)境溫度加10K-20K左右的溫升范圍內(nèi)。4.測量方法。先先對三相套管進(jìn)行全面的掃描。然后對異常發(fā)熱點、重點部位進(jìn)行重點測試分析。套管的重點掃描部位為三相套管的頂部導(dǎo)線接頭處、柱頭（包括將軍帽處）、瓷瓶柱及末屏處。5.結(jié)果判斷。套管屬于綜合致熱型設(shè)備，既有電流致熱損耗，又有電壓致熱損耗。先先用比較直觀的同類比較判斷法，根據(jù)三相套管之間對應(yīng)部位的溫差進(jìn)行比較分析，找出異常部位。然后根據(jù)以下方法判斷。6.三類缺陷的處理方法。對于一般缺陷，利用停電機(jī)會檢修，有計劃地安排試驗檢修消除缺陷；應(yīng)在6個月內(nèi)安排處理；對于嚴(yán)重缺陷，應(yīng)在7天之內(nèi)安排處理，對頂部導(dǎo)線接頭處、柱頭缺陷，應(yīng)馬上采取降低負(fù)荷電流措施；對瓷瓶柱、末屏缺陷，應(yīng)立即采取措施消缺；對于危急缺陷，應(yīng)立即安排處理（消除缺陷或采取臨時措施限制其繼續(xù)發(fā)展），且不應(yīng)超過24小時。一般來說，電壓致熱型的瓷瓶柱、末屏缺陷位置溫差達(dá)2-3K就是嚴(yán)重缺陷，不容易發(fā)現(xiàn)，測試的時候必須特別細(xì)心比較才可能發(fā)現(xiàn)。

在線監(jiān)測技術(shù)

（一）完善系統(tǒng)缺陷處理應(yīng)對措施，以盡快排除故障恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行。在實際應(yīng)用中，系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)硬件、軟件、通信問題等等，這些故障往往需要廠家技術(shù)人員才能解決，并且原因查找起來不容易，花費(fèi)時間也比較長。建議完善缺陷處理應(yīng)對措施，不斷提高系統(tǒng)管理人員和現(xiàn)場巡查人員異常故障處理應(yīng)對能力，使監(jiān)測系統(tǒng)正常工作。

（二）在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)對絕緣缺陷的判斷與傳統(tǒng)預(yù)防性試驗經(jīng)驗數(shù)據(jù)判斷有差異，應(yīng)綜合考慮在線監(jiān)測的特殊性，提高判斷能力。試驗條件的綜合考慮。同一套管停電時與運(yùn)行時的主絕緣介損值不宜簡單的等同比較，因為在線監(jiān)測時，設(shè)備上所加的運(yùn)行電壓不是單相而是三相電壓，且電壓值也與停電預(yù)試時很不相同；另外還有鄰相的影響及雜散干擾，溫度、濕度、表面污穢等的情況也會有變化，這些都比停電時復(fù)雜得多。（三）特別注意在線三相數(shù)據(jù)、在線歷史數(shù)據(jù)的對比，有異常時，增加專業(yè)巡檢次數(shù)，爭取有停電機(jī)會時進(jìn)行預(yù)防性試驗項目的試驗和檢查。必要時，馬上停電進(jìn)行預(yù)防性試驗。（四）加強(qiáng)基礎(chǔ)研究工作。目前，大多數(shù)的在線監(jiān)測技術(shù)仍停留在只提供監(jiān)測數(shù)據(jù)的水平上，套管的在線監(jiān)測參量的變化與絕緣劣化程度的關(guān)系仍缺乏判斷經(jīng)驗。對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)、相同型號的套管數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，研究監(jiān)測參數(shù)及其變化與被測套管絕緣老化的關(guān)系，找出其中的規(guī)律。總的來說，在套管的正常運(yùn)行過程中，以上三種試驗技術(shù)應(yīng)綜合考慮實施，取長補(bǔ)短，互為補(bǔ)充。在日常套管維護(hù)工作中，應(yīng)加強(qiáng)專業(yè)巡檢，特別在關(guān)鍵的保供電時期，必須增加專業(yè)巡檢次數(shù)。如果已安裝了在線監(jiān)測系統(tǒng)，并且穩(wěn)定性好，套管的預(yù)防性試驗周期可以適當(dāng)延遲，甚至考慮減少需要接拆線的試驗工作，但停電全面檢查工作是必要的。

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