220kV变压器油纸电容式套管缺陷分析_刘宏亮
220kV变压器套管故障原因及对策分析
220kV变压器套管故障原因及对策分析一、引言在电力系统中，变压器是一种重要的电气设备，它承担着电压的变换和传递功能，是电力系统中的重要组成部分。
而在变压器中，套管作为变压器的外壳，起着保护和绝缘的作用。
在运行过程中，变压器套管也会出现故障，严重影响电力系统的安全稳定运行。
对220kV变压器套管故障原因及对策进行分析，有助于减少变压器故障的发生，保障电力系统的安全稳定运行。
二、故障原因分析1、环境因素220kV变压器套管的故障原因之一是环境因素。
在电力系统中，变压器经常运行在高温、高湿和腐蚀的环境下，这些环境因素对变压器套管会造成一定程度的损害。
长期高温会导致变压器套管材料老化，降低其绝缘性能，从而导致故障的发生。
而高湿环境会加剧材料的腐蚀，使套管的绝缘性能下降，进而引发故障。
2、电气因素220kV变压器套管故障的另一个原因是电气因素。
变压器内部工作中产生的电磁感应和电磁力会对套管产生一定的作用力，长期工作下会导致套管的变形和损坏。
由于变压器的绝缘油、绝缘纸等绝缘材料老化或者因为外界原因导致绝缘击穿，也会使套管发生故障。
3、操作维护因素220kV变压器套管故障的另一个重要原因是操作维护不当。
在变压器的运行过程中，如果操作不当、维护不及时，会加速套管的老化和损坏，导致故障的发生。
如果对变压器的维护不及时，油温油压不正常，会使得变压器内部产生异常，从而对套管产生不正常的作用力。
操作不当会导致变压器运行在过载或者短路状态下，使得套管受力过大，进而出现故障。
三、对策分析1、改善环境条件为了减少环境因素对变压器套管的影响，可以采取一些措施来改善环境条件。
在变压器周围建立防护设施，防止变压器受到恶劣天气的侵害。
在潮湿环境中，可以对变压器套管进行防腐蚀处理，提高其抗腐蚀能力。
定期清理和检查变压器周围的环境，及时发现环境问题并进行处理，也有利于减少环境因素对变压器套管的影响。
2、提高材料质量为了提高变压器套管的抗老化和抗腐蚀能力，可以采用高质量的材料进行制造。
220kV变压器套管故障原因及对策分析
220kV变压器套管故障原因及对策分析
近年来，由于电力设备的老化以及维护不当，220kV变压器套管故障发生的概率也逐
渐上升，给电力系统的正常运行带来了很大的隐患。
因此，为了确保电力系统的可靠运行，必须对220kV变压器套管故障原因及对策进行深入分析。
首先，220kV变压器套管故障的原因主要有以下几个方面：
1. 材料质量问题：随着时间的推移，套管材料的老化、腐蚀、疲劳等问题会逐渐浮现，并导致套管防护功能失效。
2. 设计问题：有些变压器套管设计存在缺陷，比如套管与主体之间的接触点不够均匀、接头处未能正确安装，导致变压器套管故障。
3. 生产加工工艺问题：在套管的生产加工过程中，如果存在工艺不严谨、制造中存
在缺陷等问题，这也会导致套管故障的发生。
其次，为了有效地防止220kV变压器套管故障的发生，采取以下措施：
1. 加强检修：及时排查220kV变压器套管的故障隐患，及时对套管进行检修和保养。
2. 更新老旧设备：及时更新电力设备，特别是经过多年使用的老旧设备，这样可以
有效地提高设备的可靠性和使用寿命。
3. 选择高质量套管：选择优质材料，通过科学合理的制造工艺确保套管的质量合格，用于生产和安装220kV变压器套管。
总之，要保障电力系统的正常运行，必须在日常维护中加强对220kV变压器套管设备
的检测和维护工作，定期更新设备和采用高质量的套管，以确保系统的安全和可靠运行。
油纸电容式变压器套管的损坏分析与维护
油纸电容式变压器套管的损坏分析与维护摘要变压器安全稳定运行，关系到整个电网的运行安全。
作为变压器重要部件的套管，是变压器绕组引线的必经之路。
变压器套管的作用是对变压器的油箱进行绝缘、固定，将电流输送到箱外。
变压器套管需要适应多变的外界环境，并拥有一定的机械强度。
本文通过分析油纸电容式变压器套管的结构和常见损坏原因，对油纸电容式变压器套管的检修与维护提出了一些自己的看法。
关键词变压器；套管；损坏分析；检修维护0 引言变压器主要由铁心、绕组、油箱和套管等组件构成，是构成电力系统的核心部件之一。
变压器安全稳定运行，关系到整个电网的运行安全。
作为变压器重要部件的套管，是变压器绕组引线的必经之路。
变压器套管的作用是对变压器的油箱进行绝缘、固定，将电流输送到箱外。
变压器套管需要适应多变的外界环境，并拥有一定的机械强度。
常见变压器套管有纯瓷套管、充油套管、充气套管和电容式套管。
电容式套管又可分为胶纸电容式套管和油纸电容式套管两种，本文通过分析油纸电容式变压器套管的结构和常见损坏原因，对油纸电容式变压器套管的检修与维护提出了一些自己的看法。
1 油纸电容式变压器套管的主要结构分析油纸电容式变压器套管主要由油枕、瓷套、法兰和电容芯子组成。
套管采用全密封金属结构，电容芯子不与大气相通，进而避免了因阳光直射和有害物浸入造成的套管内部老化。
外绝缘层为瓷套，也是保护主绝缘油的容器。
油枕的作用是根据套管内绝缘油温度压力的变化实时进行补偿，并通过磁性油位指示计显示油位状况。
法兰一般采用铝合金铸造，为固定安装和接地的作用。
电容芯子由绝缘纸和铝箔电极在导电管上卷绕而成，与导电管形成同心圆柱型串联电容器。
电容芯子在使用时需用真空干燥的方法除去内部空气与水分，再用变压器油充分浸渍后，成为电气性能极高的油纸组合绝缘体。
2 油纸电容式变压器套管常见损坏原因分析2.1 变压器套管表面存在污物变压器套管表面附着污物吸收水分后，会使套管内部的绝缘组件电阻降低，从而导致闪络引起保护器动作跳闸，而闪络也会对变压器套管的表面造成损害。
220 kV变压器油纸电容式套管缺陷分析
220 kV变压器油纸电容式套管缺陷分析
刘宏亮;宋立杰;刘海峰;高树国
【期刊名称】《河北电力技术》
【年(卷),期】2009(028)006
【摘要】介绍一起因末屏接地不良造成变压器油纸电容式套管油色谱严重超标故障,从套管结构、安装方式等方面对缺陷产生的原因进行分析,并提出了有针对性的建议.
【总页数】2页(P23-24)
【作者】刘宏亮;宋立杰;刘海峰;高树国
【作者单位】河北省电力研究院,石家庄,050021;河北大学,河北,保定071002;河北省电力研究院,石家庄,050021;河北省电力研究院,石家庄,050021
【正文语种】中文
【中图分类】TM407
【相关文献】
1.40.5kV大电流油纸电容式变压器套管内部运行压力分析 [J], 董淑建;崔超群
2.500kV油纸电容式变压器套管绝缘损坏分析 [J], 陈起翘
3.110kV变压器油纸电容式套管介质损耗因数异常分析 [J], 毛娟;邓威
4.一起220kV变压器中性点套管缺陷原因分析及解决措施 [J], 邱会有;
5.一起500 kV变压器油纸电容式套管介损异常分析 [J], 刘琦;杨贤;江丹宇
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220kV变压器套管故障原因及对策分析
220kV变压器套管故障原因及对策分析一、引言220kV变压器是电网输配电系统中重要的电力设备，起着电力输入与输出、电压变换、电能负载平衡等作用。
套管是变压器的重要组成部分之一，起到保护变压器油箱和绝缘材料的作用。
在运行过程中，套管也可能会出现故障，严重影响变压器的正常运行。
本文将对220kV变压器套管故障的原因和对策进行分析。
二、套管故障的原因1.质量问题：套管的制造材料质量不合格或工艺不合理，容易导致套管的质量问题。
材料强度不够，容易变形或破裂；制造工艺不够精细，导致套管表面不光滑、有气泡或裂纹等缺陷。
2.安装问题：套管的安装过程中，如果操作不当或存在施工质量问题，也容易导致套管故障。
安装时未按要求进行对接或固定，导致套管与油箱接触不紧密；安装过程中力度不均匀或有冲击，导致套管变形或损坏。
3.外部因素：套管在运行过程中，也会受到一些外界因素的影响而出现故障。
气候环境变化引起的温度变化，导致套管材料膨胀、收缩，引起应力变化；外部冲击、振动或挤压等因素，导致套管变形或破裂。
三、对策分析1. 套管质量控制：要加强套管的质量控制，选用合格的材料，加强工艺管理，确保套管的质量稳定。
对套管进行严格的质量检测，确保套管的结构完整、表面光滑，杜绝缺陷。
2. 安装质量控制：要加强对套管安装施工的质量控制，提高操作人员的技术水平，严格按照安装要求进行操作。
特别是在对接与固定过程中，要认真检查、精确操作，保证套管与油箱之间的接触紧密，避免安装过程中的冲击和变形。
3. 加强运行监测：定期对套管进行运行检测，了解套管的运行状况，及时发现问题并加以处理。
通过监测温度、振动、应力等参数，判断套管是否存在异常，并采取相应的解决措施，防止故障进一步扩大。
4. 增强套管设计的抗冲击、抗振动能力：在套管的设计过程中，应充分考虑套管的承载能力和抗外界因素的能力，采取合理的结构设计和优化。
增加套管的厚度，采用吸能材料等，提高套管的抗冲击、抗振动能力。
220kV变压器套管故障原因及对策分析
220kV变压器套管故障原因及对策分析
1. 温度过高：变压器套管在正常运行时会产生一定的热量，但如果运行温度超过了设计温度，就会导致套管损坏。
这可能是由于环境温度过高、冷却系统故障、负荷过重等原因引起的。
2. 绝缘老化：套管绝缘材料可能会因为工作时间长、环境影响等原因导致老化，失去绝缘性能。
这会增加套管与介质之间的电压应力，从而导致套管绝缘能力下降。
3. 异物侵入：变压器套管外部可能会受到各种异物的侵入，如灰尘、湿气等。
这些异物会导致套管绝缘性能下降，从而增加了套管的故障风险。
1. 温度控制：加强变压器冷却系统的维护和监控，确保冷却系统正常工作。
定期检查和清洁冷却设备，保证冷却效果的良好，避免温度过高。
2. 绝缘检测：定期对变压器套管进行绝缘测试，确保其绝缘性能符合要求。
如有发现绝缘老化或损坏的情况，及时更换绝缘材料。
3. 异物防护：加强变压器套管的防护措施，确保外部异物不能进入套管内部。
定期清理变压器周围的环境，及时清除灰尘和湿气等异物。
4. 定期检修：按照变压器运行规程，定期进行变压器的检修和维护工作，及时发现和排除隐患。
5. 负荷控制：合理控制变压器负荷，避免过载运行。
合理规划负荷分配，确保变压器的正常运行。
通过以上对策的分析和措施的实施，可以有效降低220kV变压器套管故障的风险，保证变压器的正常运行。
某220kV变电站3号主变高压侧C相套管缺陷原因分析与防范措施
某220kV变电站3号主变高压侧C相套管缺陷原因分析与防范措施3月14日，某220kV变电站3号主变预试时发现，高压侧C相套管油色谱数据超标，乙炔含量达14738.9μL/L。
联系厂家对该套管进行了更换，3月23日-24日，省公司组织有关技术人员在原生产厂家对缺陷套管进行了解体分析，结果发现该套管电容芯子整体移位，套管末屏处放电，分析原因是由于厂家工艺控制不严，生产人员责任心不强造成。
1.缺陷基本情况（1）C相高压套管的基本参数套管型号BRL1W1-252/630-4；出厂日期为三年前11月，次年10月31日投入运行。
（2）试验情况该3号主变C相高压套管历次试验情况见表1、表2。
表1 220kV侧C相套管油色谱数据（μL/L）表2 220kV侧C相套管高压试验测试数据（3）初步原因分析根据色谱试验数据，该主变C相高压套管总烃、氢气、乙炔含量严重超标，通过三比值法判断为套管内部存在电弧性放电故障，存在严重缺陷。
高压试验时测试结果正常，tanδ和电容量没有明显变化，分析套管主绝缘没有受到严重破坏，但套管末屏与其连接引线的接触面较小，变压器在正常运行时电压比试验电压高得多，接触面不能满足载流量需要，造成套管内部放电，使变压器油在高温下分解，油中乙炔、甲烷、氢气等含气量增大。
为此供电公司联系了西瓷要求更换该套管。
为了进一步分析套管缺陷原因，特将该套管返厂解体检查。
2.返厂解体情况3月22日-24日，省公司组织省电力研究院、供电公司和变压器厂家技术人员对返厂套管进行了解体检查。
有关情况如下。
（1）套管结构返厂解体的高压油纸电容型套管为穿缆式结构，其主绝缘为电容屏芯子，由绕于中心铜管上的多层铝箔极板构成同心圆柱体电容屏，共有49层，末屏铝箔外层有一厚度为0.2mm的1条铜带，外层用绝缘纸包裹，后通过将部分绝缘纸剥离露出一圆形铜面，接地引出装置通过与该铜面压接将末屏引出接地。
（2）解体检查情况首先拆除该套管的末屏接地引出装置，发现末屏接地引出装置的顶针与电容芯体末屏裸露处产生错位，该引出装置的顶针已有一半滑到末屏外部电缆纸上，引出装置的顶针与电容芯体末屏接触处有明显放电烧蚀痕迹。
一起220kV变压器中性点套管缺陷原因分析及解决措施
表 ３高压绕组连 同套管的绝缘 电阻和吸收比测试结果
温度 （ ℃）
４２
Ｒ ｌ （ Ｇ０）
２． ３ ８
Ｒ 瞄 （ ＧＱ）
２． ７ ４
２ ０ ℃Ｒ 岫 ｓ（ Ｇ Ｑ）
６． ６ ９
Ｋ
１ ． １ ５
量
项目 末屏 绝缘 电阻
要 求 末屏 对地 的绝 缘 电阻不 应低 于 ｉ ０ ０ ０ ＭＱ
１
２
。 Ｉ ）２ Ｏ ℃时 的 ｔ ａ ｎ ６（ ％ ）值 应不 大于 ０ ． ８： 介 质 损 耗 ２ ） 电容 量与 出厂 值或 上一 次试 验值 的差 别超 出 ±５ ％ 因数 ｔ ａ ｎ ６ 时 ，应查 明原 因 ； 和 电容 量 ３ ）末屏 对地 绝缘 电阻 小于 １ ０ ０ ０ Ｍ０时 ，应 测量末 屏 对地 ｔ ａ ｎ ８，其值 不大 于 ２ ％ 。
和图２ （ 以 Ｃ相 套 管 为 例 ） 。
表 １ 电容 型油 纸 套 管 的试 验 项 目和 要 求
序 号
一
位 置 高 压 中性 点套 管 日期 ２ ０ １ ０ ． ０ ７ ． １ ２
２ ００ ７ ．１ Ｏ ．１ Ｏ
Ｃ ｘ （ ｐ Ｆ ）
２ ６ ４． ７
图 ２套管 ｔ ａ ｎ ８ 与电容量 的原理图
表 ２介质损 耗因数 ｔ ａ ｎ ６ 和 电容量测试结果
ｔ ａ ｎ ５（ ％ ）
Ｉ ． ２ ９ ５
２ ６ ４ ． ３ ２ ６ ３ ． ９
２ ６１ ． ５
１ ． ３ ０ ３ １ ． ３ ０ ９
０． ２ ６ ０
从表 ２可见 ，介质损耗因数 ｔ ａ ｎ ６的测量结果超 出 《 规程 》的 要求值 ０ ． ８ ％ ， 且远大 于上一次的试验 结果 ； 为排除套管表面 的影 响， 试验人员用干燥清洁 的软毛 巾擦拭套 管表面 的污垢 以及在屏蔽表面 泄漏 电流后 ，再进行测量 ，测 得的介损 值却都大 同小异 ，因此初步 判定该套管存在异常现象 。 ３介质 损耗异常原 因分 析 ３ ． １屏蔽高压 中性 点套管前后，高压绕组连 同套管绝缘 电阻测
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收稿日期:2009-06-29
作者简介:刘宏亮(1980-),男,工程师,主要从事高电压试验研究工作。
220kV 变压器油纸电容式套管缺陷分析
Defect Analysis on 220kV Tran sformer Oil -immersed Capacitor Bushin g
刘宏亮1,宋立杰2,刘海峰1,高树国
1
(1.河北省电力研究院,石家庄 050021;2.河北大学,河北 保定 071002)
摘要:介绍一起因末屏接地不良造成变压器油纸电容式套管油色谱严重超标故障,从套管结构、安装方式等方面对缺陷产生的原因进行分析,并提出了有针对性的建议。
关键词:变压器;套管;末屏;局部放电
Abstract :T his paper intro duces an oil chro matog ram o ver -pro of defect in oil -impreg nated pa per condenser bushing fo r transforme r ,w hich caused by bad g ro unding of to p shield .T he r easo n of this defect is analy zed ,and the idio gr aphic preventive measures is propo sed .
Key words :transforme r ;bushing ;top shield ;partial dis -charg es
中图分类号:TM 407文献标志码:B
文章编号:1001-9898(2009)06-0023-02
变压器套管是将变压器内部的高、低压引线引至油箱外部的出线装置,它是变压器的重要组件之一,同时也是变压器故障率较高的部位。
套管故障
不但会造成自身的损坏,一旦发生爆炸还会波及周围部件及整台变压器。
近年来,运行中套管的故障率呈上升趋势,甚至造成变压器事故。
1 油纸电容式套管结构
目前,110kV 及以上电力变压器的高压套管大都为油纸电容式套管。
油纸电容式套管主要由电容芯、上瓷套、下瓷套、安装法兰、储油柜、上部均压罩、尾部均压球和测量端子等组成。
电容芯子的结构是在空心导电铜管的外面用厚0.08～0.12mm 的电缆纸紧密地绕包一定厚度的绝缘层后,再在绝缘层外面绕包一层厚0.01mm 或0.007mm 的铝箔(又称电容屏),然后交错地绕包,直至达到所需要的层数为止。
这样便形成了以导电管为中心的多个柱形电容器,使得全部电压较均匀地分配在电容芯子的全部绝缘上,从而可以使套管的径向和轴向尺寸减小,质量减轻。
因此在电压较高的设备上,一般都选
用电容式套管。
油纸电容式套管的结构见图1。
1-接线头;2-均压罩;3-压圈;4-螺栓及弹簧;
5-储油柜;6-上节瓷套;7-电容芯子;8-变压器油;
9-密封垫圈;10-测量端子;11-密封垫圈;12-下节瓷套;13-尾部均压球;14-吊环;15-放油塞
图1 油纸电容式套管的结构
在电容式套管的法兰上有1只接地小套管,它与电容芯子的末屏通过压接或焊接方式相连,运行时接地,检修时通过末屏可以测量其电容屏的电容量和介损,从而判断电容屏的绝缘状况,因此也称为测量端子。
通过测量端子,能有效地发现主、末屏绝缘受潮、绝缘油劣化、电容屏屏间短路等缺陷。
运行中末屏如果开路,将在末屏与地之间形成很高的悬浮电位,造成末屏对地放电,烧毁附近的绝缘物,甚至发生套管爆炸事故。
2 套管缺陷状况
某年12月,试验人员在对某220kV 变电站2号主变压器进行交接试验时发现,该变压器高压侧U 相套管的油色谱数据超标。
该套管在变压器局部放电试验后,油中乙炔含量达到8.9μL /L ,总烃达到11.62μL /L 。
依据DL /T 722-2000《变压器
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油中溶解气体分析和判断导则》,新投运套管油中溶解气体的含量,乙炔应为0μL /L ,总烃应小于10μL /L ,在该次检查中,套管油中气体含量超过了标准要求。
几种特征气体的相互比值为:C 2H 2/C 2H 4为14.59、CH 4/H 2为0.11、C 2H 4/C 2H 6为2.54,按照三比值法进行编码,结果为“201”,初步判断故障性质为低能放电,套管内部可能存在不同电位间的油中火花放电或悬浮电位引起的火花放电。
在取油样之前,曾对该支套管进行过常规电气试验,所有试验项目的结果均正常,试验数据见表1、表2。
表1 U 相高压套管油色谱数据
μL /L 总烃
φ(C 2H 2)φ(CH 4)φ(C 2H 4)出厂时0.670 0.070.04交接时11.628.90.240.61φ(C 2H 6)φ(H 2)φ(CO )φ(CO 2)出厂时0.561.830.32145.07交接时
1.78
15.69
24.81
253.85
表2 U 相高压套管电气试验数据
绝缘电阻/M Ψtan δ电容量/pF 一次对末屏末屏对地
实测值
出厂值实测值出厂值100000+100000+0.00247
0.0023
346.5
347.5
该套管为油纸电容式套管,型号为BRL1W3-252/630-4,2005年8月生产,结构为穿缆式。
现场变压器局部放电试验之前该套管油中乙炔含量为0,而局部放电试验后套管内部出现乙炔,且乙炔占总烃含量的75%以上,分析认为套管内部可能存在放电性故障。
为慎重起见,在现场对该套管进行了更换处理,并决定将该套管返厂解体。
2008年1月20-23日,对缺陷套管进行了返厂解体检查。
解体检查发现,该套管的电容芯子绕制不紧,
芯子整体向下移动了27mm ,本应与电容芯子末屏紧密压接的测量端子引出铜杆已经滑移到了电缆纸上,造成末屏接地不良。
在测量端子的引出铜杆及末屏外面的电缆纸上均发现有放电痕迹,如图2所示。
图2 测量抽头引出铜杆上的放电痕迹
3 套管缺陷原因分析
该套管测量端子与末屏连接采用的是压接方式,如图3所示。
1-引线护罩;2-弹簧;3-弹簧压头;4-螺钉;5-橡皮垫圈;6-压圈;7-大垫圈;8-抽头绝缘子装配
图3 套管测量端子结构
套管电容芯子末屏最外层铝箔上包绕有1个宽
50m m 、厚约0.2mm 的铜带,通过机械加工在电容芯子最外层的电缆纸上挖开1个圆形窗口,使铜带露出,测量端子的引出铜杆被弹簧压在铜带上,并与套管末屏紧密接触。
由于该套管制造过程中电容芯子绕制不紧且未采取必要的防移位措施,造成电容芯子相对于导电管发生整体移位,测量抽头引出铜杆与末屏铜带的接触位置也随之发生改变,接触点移至绝缘的电缆纸上,造成套管末屏接地不良,在高压试验时打火放电,最终导致套管油中溶解气体含量超标。
4 建议
套管末屏可靠接地是不能忽视的问题,套管制造厂家应加强产品质量控制,避免油纸电容式套管电容芯子发生移位和末屏接地不良。
实践证明,末屏引出采用压接方式存在一定隐患,建议套管末屏的引出接地采用更为可靠的焊接方式,并采用磷铜焊以保证连接牢固。
常规电气试验(包括介质损耗、电容量及绝缘电阻)对于发现套管内部放电性缺陷不灵敏,而油中溶解气体分析对于发现套管内部缺陷十分有效,因此有必要在变压器投运前和运行一段时间后对油纸电容式套管取油样进行色谱分析。
参考文献:
[1] 凌 愍.变压器用电容型套管故障分析[J ].电力设备,2003,6
(4):24-27.
本文责任编辑:丁 力
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