一起500kV變壓器夾件對地絕緣為零缺陷的分析和處理

張興飛

（國網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司，石家莊 050070）

一起500kV變壓器夾件對地絕緣為零缺陷的分析和處理

張興飛

（國網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司，石家莊 050070）

本文介紹了一起500kV變壓器在返廠大修后發(fā)現(xiàn)夾件對地絕緣電阻為零的缺陷。通過現(xiàn)場測試和調(diào)查，指出此次變壓器夾件對地絕緣電阻為零故障的直接原因是夾件與蓋板間隙不足，并結(jié)合此次故障提出了具體的整改措施。

變壓器；夾件對地絕緣電阻；原因分析

變壓器夾件是用來加緊鐵心和硅鋼片的，同時夾件上可以焊接小支板，安裝固定引線的木件。在變壓器運行過程中，夾件難免帶靜電，與線圈之間形成電位差，如果靜電積累到一定程度，就會與線圈之間放電，破壞線圈絕緣。夾件接地后，積累的靜電及時導(dǎo)入大地，保持零電位，避免發(fā)生局放。所以必須將變壓器夾件接地。而系統(tǒng)內(nèi)也多次發(fā)生夾件接地故障[1-3]，本文介紹了一起500kV變壓器返廠大修后發(fā)現(xiàn)夾件對地絕緣電阻為零的缺陷。

1 設(shè)備概況

2015年某500kV變電站1號主變B相進行返廠大修。

2015年9月23日，該變壓器就位完成，檢查沖撞記錄儀數(shù)據(jù)均在合格范圍之內(nèi)，無異常沖撞、震動。

2015年9月25日，附件、套管安裝完畢，測量夾件對地絕緣電阻值為8500MΩ，滿足規(guī)程要求。

2015年9月26日開始抽真空、注油、熱油循環(huán)、靜置等工序。

2015年10月10日開始進行常規(guī)試驗，其中主體絕緣見表 1。測試夾件對地絕緣電阻為零，不符合相關(guān)規(guī)程[4]，鐵心對地、鐵心對夾件絕緣電阻應(yīng)均為10000MΩ，鐵心夾件絕緣見表2，進行其他常規(guī)試驗，均合格。

表1 主體絕緣測試

表2 鐵心夾件絕緣電阻

2 原因分析及現(xiàn)場檢查情況

從設(shè)備安裝過程和試驗現(xiàn)象判斷，夾件與箱壁應(yīng)發(fā)生了金屬性接觸，且這種接觸是突然發(fā)生的，發(fā)生在主變現(xiàn)場安裝套管并鉆檢后，設(shè)備最終投運前，安裝套管時有人進入變壓器內(nèi)部，變壓器內(nèi)部也有可能發(fā)生變動。同時根據(jù)變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分析可能原因：①夾件引出線與箱壁發(fā)生了摩擦，破壞絕緣造成接地；②溫度計底座與夾件發(fā)生接觸；③夾件定位孔與箱壁蓋板間隙距離不足，造成兩者接觸；④調(diào)壓開關(guān)支架與調(diào)壓開關(guān)蓋板間隙不足，存在接觸情況[5]；⑤變壓器制造工藝不合格，導(dǎo)致硅鋼片移位，與夾件碰觸，造成鐵心多點接地[6]，焊渣引起鐵心夾件多點接地[7]；⑥內(nèi)部安裝過程中遺留異物，在油循環(huán)過程中移動到夾件與箱壁位置，造成兩者導(dǎo)通。

根據(jù)以上分析，制訂了相應(yīng)的檢查方案，先排除少量變壓器油，排至本體變壓器油至油箱頂10cm處，此時器身還是全部浸在變壓器油內(nèi)，先檢查前三種可能，如果還沒有檢查原因，就再放出全部變壓器油，進行現(xiàn)場鉆檢，確認最終原因。

2015年10月11日10點，開始對變壓器本體少量放油。放出的油利用濾油機打入儲油柜中，防止與空氣發(fā)生接觸。隨后進行相關(guān)檢查。

1）檢查夾件接地引出線絕緣

待本體變壓器油放出部分使油面低于箱頂平面后，拆除夾件接地小套管，檢查其外部絕緣情況良好，直接夾線重新測量其對地絕緣電阻仍為零，故排除此種可能。試驗情況如圖1所示。

圖1 夾件引出線檢查情況

2）檢查溫度計底座與夾件情況

現(xiàn)場將溫度計底座拆出，底座長為18cm，該處位置距離器身夾件為30cm，檢查底座與夾件的距離足夠大，且底座沒有劃痕變形等異常狀況，底座與不可能產(chǎn)生接觸，故排除這種可能性。

3）檢查夾件定位孔與蓋板情況

現(xiàn)場拆開高壓側(cè)定位孔處的蓋板后發(fā)現(xiàn)，蓋板上有明顯漆膜損傷痕跡，如圖2所示。器身定位塊也有磨損痕跡，如圖3所示，定位塊高度幾乎與法蘭口相平。將蓋板拆除后重新測量夾件對地的絕緣電阻，發(fā)現(xiàn)絕緣電阻恢復(fù)到10000MΩ以上，檢查到故障原因。

圖2 高壓側(cè)定位孔蓋板檢查情況

圖3 高壓側(cè)定位塊檢查情況

將低壓側(cè)定位孔蓋板打開后發(fā)現(xiàn)，器身定位塊與蓋板的距離也很接近，但未發(fā)生接觸，如圖4所示。

圖4 低壓側(cè)定位孔位置檢查情況

由于已經(jīng)查找出夾件對地絕緣為零的原因，所以沒有再進行放油鉆檢檢查。

3 缺陷原因分析及處理結(jié)果

本臺主變原夾件為內(nèi)部接地結(jié)構(gòu)（該主變1996年生產(chǎn)，當(dāng)時主變夾件結(jié)構(gòu)全部未內(nèi)部接地）。返廠大修后，為滿足測試夾件接地電流的要求，監(jiān)測其接地狀況，故進行了夾件引出改造。

原先器身與變壓器底座直接接觸，改造后，在器身地腳增加絕緣墊，造成器身整體升高約 8cm，如圖5所示。

圖5 器身升高示意圖

根據(jù)檢查結(jié)果，判斷升高后的器身夾件定位塊與變壓器箱殼定位孔蓋板間隙不足。在經(jīng)過廠內(nèi)及現(xiàn)場兩次抽真空后，箱壁產(chǎn)生微量形變，注油后側(cè)箱壁受壓外擴，上箱壁受拉力向下壓縮造成定位塊與蓋板發(fā)生金屬性接觸，并導(dǎo)致內(nèi)壁漆膜磨損，從而出現(xiàn)夾件對地絕緣電阻為零的情況。器身定位塊如圖6所示。

圖6 器身定位塊示意圖

將原8mm厚蓋板更換為20mm厚蓋板，并在蓋板主變本體側(cè)加工出深 12mm，直徑與定位孔處露出尺寸一致的凹陷，使定位塊與蓋板距離增大，這樣可徹底消除缺陷隱患。

蓋板10月12日加工完成后更換。10月13日進行局放及耐壓試驗。變壓器試驗合格。

4 預(yù)防措施

此次故障發(fā)生在主變返廠大修后，原因在于產(chǎn)品改造后與原先發(fā)生了不同，變壓器器身在抽真空與充油后發(fā)生了形變，而各方人員均沒有注意這個問題，從而導(dǎo)致設(shè)備已經(jīng)現(xiàn)場安裝完畢還要繼續(xù)放油查找問題原因，這就要求我們對設(shè)備監(jiān)造各個環(huán)節(jié)的控制力度都要加強，并且熟悉設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，尤其是老舊產(chǎn)品，掌握一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)，尤其設(shè)備大修后有哪些改變，這些改變在經(jīng)過安裝工藝和一些工況后是否發(fā)生變化，并對這些改變做針對性的控制措施，廠內(nèi)工作人員以及現(xiàn)場工作人員更應(yīng)該嚴(yán)格按照安裝實驗規(guī)程進行施工，才能保證產(chǎn)品符合現(xiàn)場要求。

5 結(jié)論

變壓器鐵心夾件故障是變壓器常見的缺陷，其接地點的查找和處理相當(dāng)困難，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)了解變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，掌握變壓器裝配、安裝的各個流程，并結(jié)合現(xiàn)場情況和必要的試驗數(shù)據(jù)，制定準(zhǔn)確、合理、有效的處理方案，以提高處理該類缺陷的實用性。本文通過這起現(xiàn)場事故案例的分析、處理和總結(jié)，可供相關(guān)技術(shù)人員參考，以防范類似問題發(fā)生，在工程上具備一定的實際參考價值。

[1] 王夢云. 110kV及以上變壓器事故與缺陷統(tǒng)計分析[J]. 供用電, 2007, 24(1): 1-5.

[2] 吳峰, 樓鋼, 魯曉帆. 一起引起變壓器鐵心接地電流帶電檢測數(shù)據(jù)異常的新問題[J]. 電氣技術(shù), 2014,15(5): 98-100.

[3] 程冠琪. 一起35kV站用變壓器低溫過熱故障診斷及處理[J]. 電氣技術(shù), 2015, 16(8): 60-64.

[4] DL/T 573—2010. 電力變壓器檢修導(dǎo)則[S].

[5] 徐潤光. 一起 500kV主變鐵心夾件接地故障的分析及現(xiàn)場處理[J]. 變壓器, 2005, 42(3): 43-44.

[6] 張志奎, 劉強, 許巖峰. 一起 220kV 變壓器夾件接地故障及處理[J]. 變壓器, 2013, 50(10): 后插 1-后插2.

[7] 李海寧, 王佐亮. 一起 330kV大型變壓器鐵心故障的檢查與處理[J]. 變壓器, 2010, 47(2): 54-55.

Analysis and Process on a Defect of 500kV Transformer Clamp Insulation Zero Resistance Against Ground

Zhang Xingfei
(Hebei Electric Power Maintenance Company, Shijiazhuang 050070)

This paper introduces a defect of 500kV transformer clamp insulation zero resistance against ground after returned to the factory repair, and the defect is based on the field test, it is pointed out that the direct reason of the clamp insulation zero resistance against ground fault of the transformer is insufficient clearance between clamps and cover, and the concrete improvement are put forward in combination with the defect.

transformer; clamp insulation resistance against ground; cause analysis

張興飛（1984-），工程師，從事超高壓電網(wǎng)的維護工作。