導 讀

近年來，電力干式變壓器高壓套管的故障時有發生，電力單位高度重視套管的運行情況，制定各項反事故措施，保證套管的安全運行。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場試驗監測技術。

電力干式變壓器用高壓套管的選用原則

一、套管的結構形式及分類

套管的結構形式及分類見下表 ：

二、套管的選用原則

2.1、基本選用原則

2.1.1、套管的選用應滿足干式變壓器的性能指標,如:設備較高電壓、較大運行電流、絕緣水平以及安裝方式等滿足電網安全運行的相關要求。

2.1.2 、套管的選用還應考慮其他因素,如：

a)  運行環境：海拔、污穢等級、環境溫度、工作壓力、布置方式；

b)  干式變壓器結構：出線方式、套管安裝方式、安裝TA總高度；

c)  套管結構：載流方式、內絕緣形式(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、運行業績等因素。

2.1 3、套管的絕緣水平應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、當套管的額定電壓大于40.5kV時,套管的主絕緣結構形式宜為電容式。

2.2.2、當套管的額定電圧不大40.5kV時,套管的主絕緣結構形式則根據不同情況可以為純瓷(復合) 式或為電容式。

2.3、按套管的載流方式選擇

2.3.1、當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桿式。

2.4、按干式變壓器的運行條件選擇

2.4.1、當干式變壓器運行場所屬于正常環境條件時,直接選用套管供方提供的標配規格的套管。

2.4. 2、當干式變壓器運行場所海拔大于1000m時, 應選用套管的外絕緣按GB/T4109校正后的尺寸規格,套管浸入油或SF6介質中的部分,其擊穿場強和閃絡電壓不受海拔影響,絕緣距離不用進行校正,套管的內絕緣水平與海拔的影響無關, 無需進行校正。（注:由于受到浸入介質部分的介質擊穿強度和閃絡電壓的限制,在高海拔地區使用的套管,無法在比運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,因此套管供方應證明套管的外絕緣電弧距離增加的量足夠。）

2.4.3、電網系統的較大相電壓可能會超過Um/√3,在任意24h內累計不超過8h及年累計不超過125h 時, 套管應能在如下電壓值下運行:

對運行電壓可能超過上述值的系統, 應選取較高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種類選擇

2.5.1、當干式變壓器內部絕緣介質采用干式變壓器油且外部與架空線直接連接時, 應選用油-空氣結構的套管。

2.5.2、當干式變壓器內部絕緣介質采用干式變壓器油并且與外部 GIS直連時,應選用油-SF6結構的干式套管。

2.5.3、當干式變壓器內部絕緣介質釆用SF6氣體,外部絕緣為空氣時,應選用SF6-空氣結構的干式套管。

2.5.4、當干式變壓器內、外部絕緣介質均采用干式變壓器油時,應選用油-油結構的套管。

2.6、換流干式變壓器調閥應用選擇

閥側交直流套管, 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用選擇

油浸式平波電抗器, 閥廳側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 實施在線監測的應用選擇

對套管實施在線監測時,應選用帶電壓抽頭的套管。

電力干式變壓器高壓套管維護、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、試驗和檢測方法進行討論，分別從預防性試驗技術、專業巡檢技術和在線監測技術三方面方面介紹了停電試驗、檢查內容及注意問題，專業巡檢的重點部位和項目，以及在線監測技術的應用和建議。油紙電容型套管的結構原理110kV及以上的電力干式變壓器高壓套管多數為油紙電容型套管，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成，在層間按設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。預防性試驗技術

油紙電容型套管的預防性試驗是對套管進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”形網絡干擾引起，也有可能是介損儀標準電容器受潮等引起。電容量的增加可能是由于設備密封不良，進水受潮，也有可能是套管內部游離放電，燒壞部分絕緣層的絕緣，導致電極間短路。而電容量的減少，可能是套管漏油引起，內部進入了部分空氣。（二）末屏試驗。測量絕緣電阻，小于1000MΩ時，應測量末屏對地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，將導致主絕緣逐漸受潮。（三）將軍帽的密封性以及與導電桿的接觸情況檢查。將軍帽外面密封圈密封不良時，潮濕的空氣進入將軍帽里面空腔，使將軍帽與導電芯桿連接的內螺紋氧化，導致將軍帽與導電芯桿接觸接觸不良，容易造成套管將軍帽運行中異常發熱。有些設計不合理的防雨罩，因與導電芯固定銷接觸不良處于“懸浮電位”，對瓷套產生高頻放電，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象；另外用萬能表測量將軍帽與導電桿的電阻是否為零；必要時檢修前后進行干式變壓器三相直流電阻測試，電阻值及平衡系數是否超標。（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；如套管油位異常變低，則檢查套管是否有漏油現象，一般是將軍帽處和末屏處。必要時取油樣進行水分含量測試。另外注意，油標管堵塞時會出現假油位現象。（五）檢查末屏的接地情況。末屏正常運行時，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，數值應為零。2.內接式：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；旋緊時不應使用扳手，而應用手旋緊接地保護帽。接地帽應旋緊，避免里面受潮氧化腐蝕現象。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壁，底座接地。打開保護帽檢查外銅套是否有火花放電痕跡或銅套有變色現象。絕緣試驗恢復接地狀態時應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，如異常應處理。保護帽應旋緊，避免末屏處受潮，導致末屏接地裝置中的金屬部件銹蝕，進而造成外銅套與法蘭接觸面因銅銹存在而出現末屏接地不良現象。以上為停電時的試驗、檢查項目。如需要進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行。四、專業巡檢技術專業巡檢是專業技術人員對運行中設備的某些項目進行有針對性的檢查和測試。一般配備望遠鏡和紅外熱像儀（一）套管的油位和漏油檢查。采用望遠鏡進行仔細檢查，檢查部位跟以上一樣。（二）紅外檢查。利用紅外技術對電力系統中具有電流、電壓致熱效應或其他致熱效應的帶電設備進行檢測和診斷。1.儀器的選用。專業紅外檢測時，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，不應在雷、雨、霧、雪氣象條件下進行檢測。3.儀器的設置。設備的輻射率取0.9，色標溫度量程宜設置在環境溫度加10K-20K左右的溫升范圍內。4.測量方法。先先對三相套管進行全面的掃描。然后對異常發熱點、重點部位進行重點測試分析。套管的重點掃描部位為三相套管的頂部導線接頭處、柱頭（包括將軍帽處）、瓷瓶柱及末屏處。5.結果判斷。套管屬于綜合致熱型設備，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，根據三相套管之間對應部位的溫差進行比較分析，找出異常部位。然后根據以下方法判斷。6.三類缺陷的處理方法。對于一般缺陷，利用停電機會檢修，有計劃地安排試驗檢修消除缺陷；應在6個月內安排處理；對于嚴重缺陷，應在7天之內安排處理，對頂部導線接頭處、柱頭缺陷，應馬上采取降低負荷電流措施；對瓷瓶柱、末屏缺陷，應立即采取措施消缺；對于危急缺陷，應立即安排處理（消除缺陷或采取臨時措施限制其繼續發展），且不應超過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2-3K就是嚴重缺陷，不容易發現，測試的時候必須特別細心比較才可能發現。

在線監測技術

（一）完善系統缺陷處理應對措施，以盡快排除故障恢復系統運行。在實際應用中，系統經常出現硬件、軟件、通信問題等等，這些故障往往需要廠家技術人員才能解決，并且原因查找起來不容易，花費時間也比較長。建議完善缺陷處理應對措施，不斷提高系統管理人員和現場巡查人員異常故障處理應對能力，使監測系統正常工作。

（二）在線監測的數據對絕緣缺陷的判斷與傳統預防性試驗經驗數據判斷有差異，應綜合考慮在線監測的特殊性，提高判斷能力。試驗條件的綜合考慮。同一套管停電時與運行時的主絕緣介損值不宜簡單的等同比較，因為在線監測時，設備上所加的運行電壓不是單相而是三相電壓，且電壓值也與停電預試時很不相同；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，這些都比停電時復雜得多。（三）特別注意在線三相數據、在線歷史數據的對比，有異常時，增加專業巡檢次數，爭取有停電機會時進行預防性試驗項目的試驗和檢查。必要時，馬上停電進行預防性試驗。（四）加強基礎研究工作。目前，大多數的在線監測技術仍停留在只提供監測數據的水平上，套管的在線監測參量的變化與絕緣劣化程度的關系仍缺乏判斷經驗。對在線監測數據的歷史數據、相同型號的套管數據進行比較分析，研究監測參數及其變化與被測套管絕緣老化的關系，找出其中的規律。總的來說，在套管的正常運行過程中，以上三種試驗技術應綜合考慮實施，取長補短，互為補充。在日常套管維護工作中，應加強專業巡檢，特別在關鍵的保供電時期，必須增加專業巡檢次數。如果已安裝了在線監測系統，并且穩定性好，套管的預防性試驗周期可以適當延遲，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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