变压器套管试验与故障分析

丁恒

广西电网有限责任公司崇左供电局 532200

摘要：变压器是电力系统运行的关键设备，要想保证电力供应稳定可靠，必须保障变压器性能的良好稳定，而套管又是变压器的重要部件，对其性能好坏，需要特别关注。

关键词：电容型套管 绝缘电阻 介损 电容值

变压器套管是变压器箱外的绝缘装置，可使变压器外部与绕组引出线之间绝缘，并能固定引出线。套管类型有纯磁、充油型以及电容型等几种，第1种常见于10kV及以下等级，第2种一般用于35kV等级，而第3种主要用于110kV及以上等级。套管性能对于变压器的稳定运行十分重要，为保证变压器稳定运行，对套管进行检查试验必不可少。

一、变压器套管构造

变压器套管起到绝缘固定作用，将变压器外部与绕组引出线之间进行绝缘，并固定引出线。现今在我国110kV及以上变压器基本都使用电容型套管，此类套管内部充满变压器油，由电容芯子、瓷件、油枕、底座、测量与接线端等构成。其具有重量轻、体积小的特点，目前使用范围十分广泛。

二、变压器套管试验方式与判断标准

变压器套管试验包括绝缘电阻试验与介损及电容量试验两类。为更加准确地判断变压器电容型套管内部的受潮情况，应对主绝缘介损、末屏对地绝缘电阻以及介损等分别测量，同时从几个方面数值来判断套管性能好坏。

（1）绝缘电阻试验：分为套管主绝缘及电容型套管末屏对地绝缘电阻，测量套管主绝缘、套管末屏对地的绝缘电阻时，被试套管相连的所有绕组端子短接，其余绕组端子均接地，绝缘电阻表与套管接线方法如表1：

表1 绝缘电阻测试接线方式

兆欧表类型	兆欧表端子接线部位
	L（-）	E（+）	G
主绝缘	与套管相连的绕组端子	套管末屏	非被试绕组、铁芯及地（外壳）
末屏对地绝缘	套管末屏	地（外壳）	与套管相连的绕组端子

绝缘电阻规程要求：1.主绝缘的绝缘电阻一般不低于下列数值：110kV及以上：10000MΩ；35kV：5000MΩ；2.末屏对地的绝缘电阻不应低于1000MΩ。

（2）介损与电容量试验：一般情况只测量套管主绝缘的tanδ及电容量，当末屏对地绝缘电阻数据存在问题（小于1000MΩ）怀疑末屏存在问题时测量末屏对地的tanδ，其值不大于2%。测量套管主绝缘的tanδ及电容量时，采用正接线测量，与被试套管相连的所有绕组端子短接后接介损测试仪高压端，其余绕组端子均接地，套管末屏接介损测试仪电桥，采用10kV电压测量。

规程要求：20℃时的tanδ（%）值不应大于下表2中的数值：

表2 不同类型套管介损规程要求

电压kV		20、35	110	220、500
电容型	油纸	1.0	1.0	0.8
	胶纸	3.0	1.5	1.0
	气体	--	1.0	1.0
	干式	--	1.0	1.0

且电容型套管的电容值与出厂值或上一次试验值的差别超出±5％时，应查明原因。

三、变压器套管试验数据

为了有助于变压器套管介损的试验分析，本次研究选用 110 kV 电容型油纸套管为对象进行试验。绝缘电阻试验运用到的设备为深圳胜利高电子VICTOR3125型数字式绝缘电阻表，介损试验运用到的设备为济南泛华AE6000型介损测试仪，试验温度为20℃。分别对A、B、C、O相套管进行试验。

绝缘电阻试验：本次绝缘电阻试验测得数据为：A相主绝缘:为500GΩ，末屏对地为130GΩ；B相主绝缘为720GΩ，末屏对地为80GΩ；C相主绝缘为670GΩ，末屏对地为90GΩ；O相主绝缘为880GΩ，末屏对地为150GΩ。

主绝缘介损与电容量试验：本次试验数据如下表3：

表3介损与电容量测试数据

测试位置	A相	B相	C相	O相
铭牌电容量（pF)	253	256	251	303
（pF)	248.3	252.4	247.8	295.2
tgδ(%)	0.228	0.527	0.382	0.121
使用接法	正	正	正	正
加压（kV）	10	10	10	10
电容量误差（%）	-1.86	-1.41	-1.27	-2.57

四.数据分析

根据试验结果，此变压器套管A、B、C、O相的主绝缘的绝缘电阻与末屏对地的绝缘电阻都满足规程要求，绝缘电阻合格。A、B、C、O相的介损值分别为0.228%、0.527%、0.382%、0.1215，均小于规程1%的要求，且测得电容值与铭牌值之间误差分别为-1.86%、-1.41%、-1.27%、-2.57%，满足不超出±5％的误差。故此次试验数据合格。

五、故障分析

若测得试验数据不符个规程要求，排除人为操作仪器失误等外部因素外，可能存在以下几种原因：

1.测量仪器未进行定期送检，以致本身存在质量问题，导致测量结果不准确。

2.测量仪器抗干扰能力不强，而现场又存在较大干扰，比如附近有其他大功率运行设备的工频干扰，导致测量误差过大。

3.测量仪器未良好接地，介损试验时，若接地不良，会产生较大误差。接地点最好选择接地扁铁等部位，并使用锉刀等工具将连接处进行打磨。

4.套管表面的脏污水渍未清理干净，导致介损值测量结果偏大，绝缘电阻值测量值偏小。

5.套管由于运行时间较长，风吹日晒导致绝缘老化，从而引起套管密封性能下降，进一步导致水分进入，引起套管整体的绝缘受潮，劣化变质，造成性能下降。

参考文献：

[1] 王辉.关于用电客户变压器常见故障的探讨[J]. 中国科技信息，2005,(17).

[2] 刘海峰，刘惠英，刘廷众，等.110 kV 变压器介质损耗因数 超标的缺陷分析及处理措施[J].河北电力技术，2010,(05).

[3] 陈化钢.电力设备预防性试验方法[M].北京：中国科学技术出版社,2001.

[4] 杜联兴.变压器故障诊断研究进展与展望[J].广东电力，2013，（3）.

作者简介：丁恒，1993.3，汉，男，湖北孝感，硕士研究生，助理工程师，电气工程