一起 110kV 变压器 35kV 侧 套管渗油故障分析

一起 110kV 变压器 35kV 侧 套管渗油故障分析

张 燕

四川西星电力科技咨询有限公司 四川成都 430000

摘要：本文从套管的设计结构、安装工艺以及受力情况等方面,分析了一台110kV主变压器35kV侧套管金属法兰与瓷套接合面渗油发生的原因，并提出有效的解决措施和合理化建议，可以为套管的设计、安装、运维提供参考。

关键词：套管；法兰接合面；渗油；故障分析

1 引言

油浸式变压器渗漏油是变压器最常见的故障，其中变压器套管渗油尤为突出。变压器套管渗漏油时，可降低套管内部绝缘性能，当出现大面积渗漏时还极易引发电气火灾。因此，变压器渗漏油防治意义重大，对变压器的安全稳定运行起到至关重要的影响。

2 缺陷概述

某日运维人员巡视发现一台110kV变压器35kV侧套管存在渗油缺陷，每分钟约3-4滴。一年后例行检修，检修人员确定渗油点为35kV侧C相套管法兰接合面处，采取临时处理方法紧固法兰螺栓，处理后未见明显渗漏。次月300km处发生6.0级地震，当地震感强烈，运维人员立即开展特巡，发现主变渗油急剧恶化，每分钟约42滴，油位正常，属严重缺陷，随后公司组织备件更换。

图1：缺陷变压器主要参数信息

3 缺陷原因分析及现场处理

3.1.35kV套管结构示意图

图2 35kV套管结构示意图

紧固螺母:紧固导电杆螺母，挤压压圈及O形密封圈、垫圈及矩形密封圈；

挡圈:紧固螺母时，导电杆相对于套管向上运动，挡圈顶住瓷套上颚，阻止导电杆向上运动，有效防止油中接线端子受力；

梯形密封胶圈:梯形密封胶圈密封于法兰面瓷套上，法兰与瓷套之间填充的水泥胶合剂仅起机械固定作用，对变压器油不起密封作用。

3.2套管渗油缺陷原因分析

1）内因：套管结构

①套管金属法兰与瓷套接合面结构

套管法兰面结构（图3）：套管法兰与瓷套之间上层使用无碱密封胶隔离外界环境，下层使用水泥胶合剂固定法兰与瓷套。金属法兰与瓷套之间的胶合剂在外力作用下，可使胶合剂强度下降，产生微间隙。

②套管导电杆下端与绕组连接结构

套管导电杆与绕组接线端子结构（图4）：35kV绕组引出线过短（约30cm），且绕组较粗，基本无伸缩余量，起不到软连接作用。安装时如螺栓紧固量把握不准，易使法兰面、法兰与瓷套之间渗油或造成瓷件破损。

从法兰面、导电杆上端与瓷套、导电杆下端绕组的结构分析可知，当法兰螺栓拧的过紧时，由于导电杆与绕组连接点无调节余量（图3），旋紧导电杆紧固螺母时，导电杆被迫向上运动，挡圈顶住瓷套（图1），套管受到挡圈对它向上的力，此时紧固法兰螺栓的力将作用于相对薄弱的金属法兰与瓷套之间（图2）。由受力分析（图4）:套管法兰面受到螺栓对它向下的力F1，F1作用于梯形密封圈，由于反作用力瓷套将受到梯形密封圈对它向上的力F2,力F1、F2作用于法兰与瓷套之间，破坏法兰与瓷套之间粘合力强度，致使产生微间隙。由于间隙的

F1

F2

图5 套管法兰面受力分析图

缘故，作用于T形密封圈的压力将减小，使法兰面及法兰面与瓷套之间出现渗油（图6）。

图6 套管法兰面渗漏点

2)外因：安装工艺及外部环境

①35kV侧母排支撑架安装于散热器上（图7）。

由于母排支撑架安装于散热器上，变压器运行时，可将振动力通过支架、母排作用于套管法兰面，法兰面在振动力的累积效应下，可使螺栓逐渐松动，法兰面出现渗油。

图7 35kV母排支撑架安装位置 图8 套管法兰面渗油

②35kV侧套管桩头与母排采用硬连接，中间无过渡措施（图8）

从套管安装工艺、外部环境（地震后渗油情况急剧恶化）分析如下：检修时采用临时处理方法紧固法兰螺栓，破坏了法兰与瓷套之间胶合剂的强度，母排支撑架安装于散热器上、套管桩头与母排采用硬相连，地震时震动力直接通过散热器、支架、母排作用于套管，促使微间隙的形成以及梯形密封圈密封性能下降，从而导致渗油加剧。

3、现场处理

更换新套管，同时对导电杆和挡圈加工，将导电杆挡圈凹槽向下延伸，适量增大导电杆挡圈至导电杆顶端间距（图9），防止过度紧固法兰螺栓时，瓷套受到挡圈作用力而使法兰与瓷套之间密封被破坏，产生微间隙，发生渗油。

图9导电杆加工

四、总结及建议

1、在导电杆下端与绕组连接部位，加装软连接。由于35kV绕组接线端子引线较硬且较短，起不到软连接调节的作用，安装时螺栓紧固量不宜把握，易使法兰结合面受力（图10），造成渗油或瓷件破损，因此建议将绕组接线端子引线加装软铜片过渡的软连接（图11），增加调节余量。

图10套管与升高座产生间隙 图11连接点采用软连接

2、减少变压器运行环境对套管受力的影响，建议采取以下措施：1）在导电杆上端与母排连接部位，加装软铜片过渡的软连接；2）母排支柱绝缘子禁止直接固定于散热器上。采用软连接能够有效的吸收变压器正常运行以及发生地震时产生的振动力，防止因振动力导致螺栓松动，而出现渗漏油的情况。

3、套管导电杆上下端连接处加装软连接以及母排支柱绝缘子禁止直接固定在散热器上，建议将这些要求纳入全过程技术监督精益化管理实施细则中，从源头实施管控，减少变压器渗漏油的可能。

参考文献

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[2]传统检修模式和状态检修模式在变电检修中的对比解析[J]. 叶生.  信息通信. 2014(12)

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