一起套管末屏电容量测量异常变化原因的分析

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摘要： 套管试验作为验证变压器性能是否符合有关标准或技术条件的试验项目，以对变压器主绝缘和电容式套管末屏对地绝缘电阻、套管介质损耗、电容量和局部放电量等的检测为主。本文针对某变电站一起套管末屏电容量测量异常变化原因进行了分析。

Abstract： Bushing test is the project that verifies the transformer performance meets the standards or technical conditions， so as to detect transformer main insulation， capacitive bushing ground insulation resistance， dielectric loss of bushing， capacitance and partial discharge amount etc. In this paper， cause of abnormal changes in electric capacity measurement of bottom shielding of bushing was analyzed.

关键词： 变电站；套管试验；异常变化

Key words： substation；bushing test；abnormal changes

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2012）28—0113—02

0 引言

变压器套管是将变压器内部的高、低压引线引到油箱外部的出线装置。套管作为引线对地的绝缘，它可以进行固定引线。因此，它一定要有规定的电气和机械强度。如果末屏没有很好的接地，不管是什么原因，那么末屏对地会形成一个比套管本身的电容小很多的电容，据电容串联原理，这个电容会在末屏与地间形成一个悬浮电压，这个电压非常高，造成末屏对地放电，使周围的绝缘物被烧毁，甚至会造成套管爆炸事故。

1 变压器高压套管试验

作为电力变压器非常重要的一部分的变压器高压套管，一旦出现问题就不能保障主变的安全及可靠运行，所以我们要对套管的环境温湿度、检修时间、施工安装工艺等进行严格把关。预防性试验规程中对高压套管预防性试验的“主绝缘及电容型套管末屏对地绝缘电阻测量”和“主绝缘及电容型套管对地末屏tanδ与电容量测量”项目规定如下。

1.1 主绝缘及电容型套管末屏对地绝缘电阻测量 用2500V 兆欧表进行主绝缘及电容型套管末屏对地绝缘电阻测量，按规程要求应为：①运行满3年；②变压器套管、电抗器套管在变压器、电抗器大修后；③红外测温发现套管发热，套管油位异常或气体压力异常。

事实上，依据变压器、电抗器的运行决定变压器套管、电抗器套管的试验周期是重中之重。主绝缘的绝缘电阻值通常情况下要高于或等于下列数值：大于或等于110kV电压等级的，电阻值为10000MΩ；35kV电压等级的，电阻值为5000MΩ；而末屏对地的绝缘电阻值要高于或等于1000MΩ。

1.2 主绝缘及电容型套管对地末屏tanδ与电容量测量 主绝缘及电容型套管对地末屏tanδ与电容量测量，按规程应为：①运行满3年；②变压器套管、电抗器套管在变压器、电抗器大修后；③红外测温发现套管发热，套管油位出现异常，20℃时的tanδ（%）值要小于或等于表1中数值。当电容型套管的电容值与出厂值或前一次试验值的差大于±5%时，要详查其原因。如果电容型套管末屏对地绝缘电阻比1000MΩ小，应测量末屏对地tanδ，其值小于或等于2%。测量变压器套管tanδ时，与被试套管相连的所有绕组端子连在一起加压，其余绕组端子均应接地，末屏接电桥，正接线测量。

2 试验概况

我局某变电站#3主变A相套管试验合格后，检修班在安装该套管过程中，220KV套管不慎受到碰撞，当时外观检查良好，安装后为了检查套管绝缘是否受损，试验人员对套管再进行了介损试验。试验时却发现该套管末屏电容量有明显变化，其试验数据与安装前数据列入表2。

由表1数据可见：

①两次试验中，一次对末屏tgδ%及电容量变化不大。

②安装后末屏对地数据与安装前相比，电空量明显增大，增大值为50pF左右，tgδ%值则略小于安装前试验值。

在两次试验中环境温度和相对湿度变化不大，相对湿度小于80%的试验要求，两次试验均采用AI—6000变频电桥，具有很强的抗干扰能力，测试精度达到D=2%D+0.0002。

是否碰撞后套管绝缘损伤导致末屏对地电容量增大呢？为了了解套管末屏电容量变化的原因，试验人员分别抽取A、B、C三相主变各一只套管进行试验，横向对比并与安装前比较分析，试验数据见表3。

从表2可以看出，安装后3只套管末屏电容量与安装前比均增大了50—64pF左右，因此，基本上可以否定A相220kV套管存在绝缘问题。为什么两次试验中电容量存在较大偏差？看来还是应该从试验回路进行分析。试验人员再对测量结线和连接情况进行检查，发现电桥Cx测量线串接了一段约3米的非屏蔽导线接至套管末屏，经研究分析可能正是这段非屏蔽导线对地的杂散电容影响了测量结果。为了证实这一原因，试验人员用一段屏蔽导线与Cx测量线串接，重新对4只套管进行了试验。试验数据见表4。

从表4数据可以看出，串接屏蔽线后末屏对地tgδ%和电容量与安装前相比基本一致，可以判定#3主变A相220KV套管安装时发生碰撞并没有导致绝缘损伤，该套管可以投入运行。

3 原因分析

套管安装后由于离地面较远，电桥Cx测量线（屏蔽线）较短，试验人员把Cx测量线与非屏蔽线串接后，导致在这段导线上产生对地杂散电容。反接法测量中，杂散电容与试品电容并联，根据电容并联公式可得：

实测电容：C′x=C■+C■

实测介损：tgδ=■

由于一般情况下C■〈C■，且tgδ■ 较小，C■〈C■+C■。则公式简化为tgδ■〈tgδ■，试品电容越小，tgδ与电容的偏差越大，分析结果与测量数据相符。结果表明，测量套管末屏对地tgδ和电容时，Cx测量线应采取屏蔽措施，否则会产生电容量增大和介损减少的情况。同时，还应屏蔽套管一次导电杆，否则也会引起电容量的增大和介损偏差。

4 相关建议

针对设备安装、试验过程中出现的某些状况，有必要采取一些措施进行控制：

①在打开电容式高压套管测量端子的盖子时，若用粗大、尖利的工具推动铜套是不正确的，这样能更好的保证铜螺杆与铜套接触面的松紧度；恢复封盖前应检查铜套是不是能很好的活动、是不是有一个合适的表面粗糙程度，并测量其接地有没有问题，正常与否。

②在未进行电容式高压套管试验的时候，适当对套管表面进行清洁，避免对地杂散电容的影响必要时可考虑采用屏蔽措施。

③进行套管介损试验时，必须使用屏蔽导线，并且试验导线不得缠绕在套管瓷套上，否则可能引起测量结果的偏差。

5 结束语

变压器套管、互感器设备末屏装置在质量上有问题的话，不能保证设备的安全及可靠运行，所以对变压器套管、互感器设备末屏日常维护工作一定不能马虎。检修和试验人员应对各种末屏装置的结构有个深入认识，使那些对设备末屏损坏的人为因素不出现，同时在完成安装、检修和试验后及时将末屏接地复位。

参考文献：

[1]李克.220kV穿墒套管未屏烧损的原因分析及故障处理[J].电力设备，2005.6（7）：64.

[2]孙俣.某变压器局放试试验中出现异常的实践分析[J].科技风，2011.16.

[3]唐嘉宏.220kV变压器高压套管末屏故障原因分析与处理.华电技术，2011—07—25.