摘要： 油纸电容式穿墙套管主要用于发电厂、变电站中引导高压或超高压导线穿过建筑物的墙板，作为导电载流和高压对地墙板的绝缘及机械固定用。油纸电容式穿墙套管分为立式和卧式两种，均为全密封结构，主要由油枕、瓷套、电容芯子、连接套筒、接线板等零部件组成。文中介绍了2004年5月12日高压试验中发现的220kV穿墙套管（B相）末屏对地绝缘电阻仅为1.5MΩ后的分析处理情况，还对今后工作提出了建议。
关键词： 穿墙套管；末屏；事故分析
220kV穿墙套管末屏烧损的原因分析及故障处理
李 克
（三门峡华阳发电有限责任公司，河南省 三门峡市 472143）
摘要： 油纸电容式穿墙套管主要用于发电厂、变电站中引导高压或超高压导线穿过建筑物的墙板，作为导电载流和高压对地墙板的绝缘及机械固定用。油纸电容式穿墙套管分为立式和卧式两种，均为全密封结构，主要由油枕、瓷套、电容芯子、连接套筒、接线板等零部件组成。文中介绍了2004年5月12日高压试验中发现的220kV穿墙套管（B相）末屏对地绝缘电阻仅为1.5MΩ后的分析处理情况，还对今后工作提出了建议。
关键词： 穿墙套管；末屏；事故分析
0 概述
三门峡华阳发电有限责任公司1号机组220kV升压站进线穿墙套管为西安高压电瓷厂于1994年生产的CRW—220/1250—3（4）型套管，1994年12月投运。
油纸电容式穿墙套管主要用于发电厂、变电站中引导高压或超高压导线穿过建筑物的墙板，作为导电载流和高压对地墙板的绝缘及机械固定用。户内部分可套装管式电流互感器，以供电网的电能测量和继电保护之用。
油纸电容式穿墙套管分为立式安装和卧式安装两种。主要由油枕、瓷套、电容芯子、联接套筒、油封（卧式套管有）等零部件组成。电容芯子套管是在套管的中心铜管外包绕以铝箔作为极板、以油浸电缆纸作为极间介质组成的串联同心圆体电容器。电容器的一端为中心导管，另一端通过联接套筒上的测量端子引出。在串联电容器的作用下，套管的径向和轴向电场分布均匀。瓷套作为套管的外绝缘和储油的容器，使其内部绝缘不受外界大气的浸蚀作用。
套管为机械固定的全密封结构，其与内外界接触的主要零部件之间衬以橡胶垫。借助于强力弹簧的压力作用，使套管具有良好的密封性能。立式套管的油枕和卧式套管的油封可补偿内压力，并设有油标。套管联接套筒上设有取油装置和电气测量端子。取油装置供抽取套管内部油样用，测量端子供测量套管介损和局部放电量用，运行时必须与联接套筒同时接地。
1 套管结构
1.1 外形简图
图1为油纸电容式穿墙套管结构图。
图1 油纸电容式穿墙套管结构图
1.2 主要结构
(1) 套管以变压器油浸渍的电缆纸和金属均压板组成的多层圆柱形电容器（简称电容芯子）作为主绝缘，瓷套作为外绝缘及变压器油的容器。
(2) 套管为全密封结构，使套管中的变压器油绝对不受大气的影响。其整体连接采用强力弹簧机械紧固的方法，以保证密封，并补偿由于温度变化而引起的套管各部件长度的变化。该部分结构采用从瑞典ASEA公司引进的技术，保证了橡皮垫圈在很大的弹簧压力下仍具有良好的弹性。
(3) 为调节温度变化而引起的油的体积变化，使套管免受过大的压力，穿墙套管的户内部分设有油箱，油箱上有磁铁式油表。
(4) 套管联接套筒的户外端有一小绝缘子，从电容芯子最外层电极引出一抽头，用以测量套管的tanδ及电容量。
(5) 套管以其导电管载流，两端分别设有接线板，以便和高压线相连接。
2 原末屏接地装置剖面图
图2为原末屏接地装置剖面图。
图2 测量引线装置剖面图
3 缺陷分析及处理经过
3.1 缺陷的发现
2004年5月12日上午10∶ 37，三门峡华阳发电有限责任公司高压试验班试验人员在对1号机组220kV穿墙套管（B相）预试时，发现该穿墙套管末屏对地绝缘电阻仅为1.5MΩ（使用1000V兆欧表）。公司绝缘监督专责人立即赶到现场进行检查，用1000V兆欧表测量仍
是1.5MΩ。最初怀疑是末屏处脏污引起的，就用绝缘清洗剂对其进行了清洗，经电吹风热风烘干后再用1000V兆欧表测绝缘电阻为40MΩ，结果很不理想。随后进一步检查，发现套管末屏引出处内有一微小颗粒状物质，当绝缘监督专责人用手轻轻推动末屏引出端子时出现了渗油现象，由此判断内部的微小颗粒很可能是末屏引出线小瓷套的碎片,后对此只套管进行了放油检查处理。
3.2 原因分析
110kV以上的套管，为了使径向和轴向场强均匀，其绝缘结构采用电容型，即在导电杆上包上许多绝缘层构成的密集绝缘，其间根据场强分布特点夹有许多铝箔以组成一串同心圆柱型电容器。最外层一张铝箔通过小套管引出，供测量套管的介损和电容量，运行中接地。如果不接地，那么末屏对地形成一个电容，而这个电容远小于套管本身的电容。按照电容串联原理，将在末屏与地之间分布很高的悬浮电压。造成末屏对地放电，烧毁附近的绝缘物。从以上烧损照片来看，此只套管末屏小套管烧损的根本原因就是因为运行中末屏接地不良。
3.3 缺陷的处理经过
2004年5月13日至15日，对此只套管进行了放油及真空注油的处理，简况如下(温度24℃，湿度5%)：
温度24℃
湿度50％
5月13日16∶ 00
放掉套管内所有变压器油
5月13日17∶ 00～17∶ 15，更换新末屏接地装置
由西安高压电瓷厂提供的新型末屏接地装置
5月13日17∶ 20，开始抽真空
真空度保持在-0.096MPa（真空表实际指示值）
5月14日8∶ 30，开始注油
注入合格的新变压器油
5月14日9∶ 10，注油至油箱底部
保证真空泵抽不出油为准
5月14日9∶ 15，继续抽真空
真空度保持在－0.096MPa（真空表实际指示值）
5月14日17∶ 00，抽真空完毕
补油至正常油位，拆除真空泵及加油装置
5月15日17∶ 00，取套管本体油样
击穿电压为59.5kV，变压器油介损合格（河南省电力试验研究所做）
4 试验数据(温度27℃ 湿度42％）
相别
套管主
绝缘/MΩ
小套管
绝缘/MΩ
介损
/％
电容量
/pF
Δ％
B
10000
3000
0.393
384.9
-2.1
5 真空注油连接图
图3为真空注油示意图。
图3 真空注油示意图
6 套管的维护
套管运行前要按照下列程序进行预防性试验：
(1) 测量套管小绝缘子的绝缘电阻。
(2) 测量套管的tgδ及电容量。测量时应尽量避免由于高压试验线路的电晕而影响tgδ值的准确性。
(3) 测量套管的局部放电。运行时应拧上引线护盖，使测量引线自动接地。套管法兰应与安装法兰可靠连接并接地。
套管使用时应经常观察油面，如发现有渗油等现象时应及时修理并补油，使油面正常。
套管运行过程中，定期对套管的tgδ及电容量进行测量。若发现tgδ及电容值突然发生变化或显著增大，则应停止使用，检查原因并进行处理。
当套管因芯子轻微受潮而引起tgδ显著增大时，可以按照下列步骤进行干燥处理：送油管接到油箱顶部的油塞上，回油管接到套管下部的放油塞，通过经检验合格的85±5℃变压器油反复循环，直至套管的tgδ降低到正常水平。
套管如需要换新油（油质符合GB 7665—87标准）时，打开套管下部的放油塞，将套管内的变压器油放掉。注油时，首先要抽真空，连接管路参照图3。抽真空时残压保持在133.3Pa以下，时间及测试数据标准按照表1、表2执行。
表1 抽真空时的时间要求
66～110kV
220kV
抽真空/h
2
4
浸油/h
2～3
7～8
保持/h
8
12
表2 测试数据时标准
电压
220kV
介损
20℃时不大于08%
电容量
与出厂值差别不超出±5%
绝缘电阻
主绝缘电阻＞10000MΩ，末屏绝缘电阻＞1000MΩ
7 结束语
幸运地是此只套管的末屏接触不良发现及时，否则将会发生一起严重的电气设备损坏事故。套管末屏可靠接地是决不能忽视的大问题。从此次缺陷的发现到原因分析，可清楚地认识到套管、互感器、变压器等此类电气设备接地的重要性。今后需要改进和注意的问题如下：
(1) 110kV及以上的电流互感器、电压互感器、穿墙套管的末屏在进行检修预试时应重点检查。
(2) 在高压试验完毕后，必须及时恢复末屏接地装置，以保证接触良好。试验中如有异常要及时告知检修人员进行处理。
(3) 变压器铁心的接地也应该引起重视。
(4) 分析有的数据要严谨，发现数据稍有变化就要注意监视。
(5) 充油设备的检修工艺流程要熟悉，并严格遵守，切实把好质量关。
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