套管末屏传感器及应用
变压器高压套管综合监测装置
套管故障是导致变压器故障的常见的原因之一，利用在线监测技术使得工程师和资产管理人员能够在设备故障发展到危险级别之前，检测电容式套管的早期恶化情况，进而避免突发性事故的发生。
局部放电(PD,Partial Discharge)是由于高场强区域绝缘不良、带电部件松动或设计缺陷导致微弱放电引起，有些类型局部放电不会导致故障，但多数局部放电可发展为表面放电或其他绝缘故障，进而导致导致套管或变压器故障。
针对某些无法通过常规离线测试及在线介损（PF）监测技术反映的套管缺陷，可以通过结合在线局部放电监测技术加以识别。
InsulBM-1000C型变压器套管综合监测装置结合了套管介质损耗及局部放电两类在线监测技术，大大提高了套管故障的识别率。
该装置同时获得六支高压套管末屏泄露电流并通过复杂的DSP算法计算得到套管的介质损耗数值，并实现将套管的在线局部放电数据与介损数据的实时趋势监测。
该监测装置采用集成式套管末屏传感器同时测量泄漏电流和局部放电，并可以用于高压CT、高压充油电缆或其他具有测试抽头的容性设备。
该装置可连续监测高压套管的介损值、电容C1、泄漏电流、电压值、PD能量与强度值以及三相套管不平衡电流相位和幅值。
该装置的介损监测技术采用了五种算法，其中至少有三种算法同时工作以确保数据的可靠性。
根据变电站的设备配置和变压器数量，可以应用以下算法：·相邻套管相位比较算法计算得出相对介损值；·采用高低压比较法作为相邻相位比较法的补充；·标准参考及比较算法得到真实的介损值；·矢量电流和算法作为补充并用于提高数据精度；·同时应用至少三种算法以避免误报警的发生；介质损耗和电容值可以采用相邻相位法、相对比较法或标准参考法加以确定，其中介损值数据也可以考虑加入数据平滑处理算法。
此外，该InsulBM-1000C装置备有额外的输入通道用于监测变压器其他参数，如负载电流（3个输入量）、变压器温度（3个输入量）、环境温度和湿度等，这些参数为套管状态提供了更为可靠的参考数据。
一起500kV主变压器套管末屏故障分析及处理
一起 500kV 主变压器套管末屏故障分析及处理摘要：本文以某电厂500kV主变压器套管末屏故障分析及处理过程为例，通过介绍500kV主变压器套管及末屏接地结构，结合案例分析变压器套管末屏故障产生的原因及如何防止末屏故障引起的事故，为今后类似的故障分析处理提供参考和借鉴。
关键词：变压器、套管末屏、故障分析处理、套管末屏故障防范措施；引言某电厂500kV主变为特变电工衡阳变压器有限公司2009 年生产，型号为SSP-250000/500无励磁调压变压器，其高压侧出线套管是传奇电气（沈阳）有限公司（原抚顺传奇套管有限公司）生产的ETG-550/1250型环氧树脂浸纸电容型油/SF6套管，套管直接与GIS 相连接。
2020年5月4日对4号主变压例行试验时，A相、B相套管末屏可轻松地拧开接地装置管帽，而打开C相时，即使采用管子钳也无法转动接地帽，试验人员初步判断接地帽不能正常开启的原因可能是拆装时螺纹已滑牙，于是用加长型管子钳最终将套管末屏护套盖打开。
打开后发现护套盖和接地套内部有大量的氧化物粉末，有火花放电痕迹，接地套里面和表面有大量的绿铜氧化物，已经有严重的氧化腐蚀现象。
下文以此次末屏故障为例，着重从套管末屏结构、末屏接地特点、故障分析处理过程（主变在检修状态处理）以及采取的防范措施进行阐述。
1.环氧树脂浸纸电容型油/SF6套管末屏的基本结构套管是由铝法兰、铜导电杆和环氧树脂浸纸电容芯组成。
套管通过铝箔形成局部电容平均电压，控制沿芯子厚度内和表面的电场强度，以形成紧奏有效的设计，可避免芯子表面电场分布过分集中。
电容芯子是由多层绝缘纸包裹在导杆上构成，套管电容芯最内层与套管的导电铜杆相连，最外层末屏用顶针引出，在运行时通过末屏接地装置接地。
套管电容芯子的最外屏即为所说的末屏，由于它对地电容比套管主电容小得多，于是在末屏与地之间形成较高的悬浮电位，若末屏接地不良会造成末屏对地放电，严重时还会发生套管爆炸事故，一旦套管发生事故，就会危及变压器的安全运行，甚至的可能发生爆炸或引起火灾，因此运行时末屏必须经过接地装置可靠接地。
变压器套管末屏接地型式中存在的问题及解决方法
接达到接地 目的。
受压后产生的反弹力 ， 将接地套稳稳推触在 与末屏
结 构 ２ 如 图 ２ 接地装置底座上中心孔径 的接地处 ； （ 因弹 簧 的内径 Ｐ ０Ｂ １ Ａ １ ０ 结构 ） 末 与末屏 引线 柱相 接触 ，接地套 与末屏 引线柱滑动 ： 屏装置的接地盖和 配合 ， 接地套 的帽沿与弹簧 紧密压接 ， 三者之 间接 底 座 为 铝 材 质 制 触较 好 ， 以 末屏 引线 柱 与接 地套之 间的接触 电 所
天 力 术・ ／ １ 津电 技 ０ ２ ２ ４０
【 电力技术 】
变压器套 管末屏接地型 式 中 存在 的问题及解 决方法
天津市 电力公 司检修公 司（ 津 ３ ０ ５ ） 温红旗 王荣亮 天 ０ ２０
பைடு நூலகம்
天津市电力公 司培训 中心 （ 天津 ３ ０ ８ ） 房克荣 ０１１
［ 摘要】 高压大容量变压器套管 的末屏接地不良 这种挤压力和摩擦力使铝材质越加发涩 、 发热并产 所 引发的事故 ， 在一次设备中有所显现 。一是厂家 生线性热膨胀 ， 此时继续旋 转末屏接地盖先是手感 后是旋转角越发变小 ， 随着处理时 安装工艺有值得 商榷之处 ； 二是测试人 员对变压器 发涩且用力渐大 ， 套管末屏的原理 结构了解甚微 ； 三是套管末屏设计 间 的延长和左右旋转用力的继续加大 ， 进一步增大 人员未充分考虑现场 工况 ， 末屏接地装置结构设计 了 内外螺纹间的挤 压力和摩擦力 ， 末屏接地盖 与底
柱为 Ｔ 形黄铜制作 ， 缩伸量和压力。接地柱与空心螺 功 能 。
栓穿过部分滑动配合， 空心螺栓与接地盖内对应位置 螺纹联接 ， 使接地柱与接地盖之间的接触电阻较小。 在旋 紧接地盖过程中 ， 引线柱顶端先与接地盖
套管在线监测装置安装技术规范书
套管在线监测装置安装技术规范书批准:审定:审核:编写:2011年1月24日1.1一般要求1.1.1本技术规范书适用于XXXXXXX局XXX变电站XXX主变压器套管在线监测装置（系统）。
1.1.2本技术规范书并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，提出的仅为最低限度的技术要求，投标方应提供符合本规范书和工业标准的优质产品，投标方也可推荐符合本技术规范的类似的或更优的产品，但投标方必须提供详尽的技术偏差。
1.1.3招标方的确认不能做为投标方不承担提供兼容性服务责任的理由。
在随后的研究、制造、试验或调试阶段，如果发现投标方所供设备不满足兼容性要求，招标方有权给予否定，并要求投标方根据招标方要求进行修改，直至符合兼容性要求为止。
从而保证招标方在整个工程或部分工程的利益不受损害。
1.1.4本技术规范书所使用的标准如与投标方所执行的标准不一致时，投标方则需提交这种替换标准供审查和分析，仅在招标方已证明替换标准相当或优于技术条件规定的标准，并从招标方获得书面的认可才能使用。
提交供审查的标准应为中文或英文版本。
1.1.5本技术规范书经业主与投标方双方确认后作为订货合同的附件，与合同正文具有同等法律效力。
1.1.6本规范书中涉及有关商务方面的内容，如与招标文件的《商务部分》有矛盾时，以《商务部分》为准。
1.1.7所有设备均应遵照适用的最新版中国国家标准（GB）以及国际单位制（SI），并参照IEC标准。
1.1.8如果投标人没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，则意味着投标方提供的设备完全符合本规范书的要求。
如有异议，应在投标书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节加以详细描述。
1.1.9投标人所投设备必须具有武高所等权威部门所出具性能测试报告、IEC61850通讯试验报告及合格证。
下列文件中的条款通过本技术规范书的引用而构成为本技术规范书的条款。
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变压器高压套管在线监测数据阐述
变压器高压套管在线监测数据阐述电气设备在线监测技术是一种在运行状态下对电气设备的绝缘参数进行监测的方法，充分利用了传感器、计算机、数字信号处理等技术，连续或周期性地采集设备运行过程中的绝缘参数，能够准确地监测运行设备的绝缘状态，为电气设备的状态检修提供依据，为电力系统的安全可靠运行提供保障。
目前，西双版纳供电局在线监测系统主要对变压器高压套管、电流互感器、电容式电压互感器、避雷器等容性设备进行绝缘监测，通过定期对绝缘监测数据进行收集分析来判断设备的运行状况。
1 变压器高压套管在线监测高压套管作为电力变压器的重要设备，它能使变压器高压导线安全地穿过变压器箱盖，与其他电气设备连接，它的安全稳定运行对变压器来说具有重要意义。
当高压套管内部绝缘发生劣化、受潮时都会导致介损值增加，所以根据介损值的变化可以较灵敏地反映出绝缘受潮和其他某些局部缺陷。
高压套管在线监测系统技术原理是通过高精度传感器，测出高压套管末屏电流的幅度和相位，通过系统电压测量单元测得系统电压的幅度和相位。
由于损耗等效电阻的存在，流经末屏接地线的漏电流与系统电压间相位差并不是90°，而是存在δ的偏差。
介损P与δ关系为：P=UIctanδ=U2ωCtanδ，因此一般用tanδ来表征介损值，并且电容C变化导致的Ic的改变也会在δ中表现出来。
2 故障发现2014年9月25日，某110kV变电站容性设备在线监测系统进行检查维护，当调取在线监测数据进行查看时，发现110kV 1号主变110kV高压套管C相介损值有明显增加的趋势，而A相及B相套管却未见异常，通过调取2011～2014年同一月份时间节点的在线监测数据进行对比，如表1所示。
调取2014年近5个月在线监测数据进行对比，如表2所示：分析以上数据及变化趋势，C相套管介损值在2014年较前三年发生明显突变，而且在2014年近5个月内有明显增长的趋势，通过检查C相套管在线监测系统的装置及接线情况，未发现任何异常，且C相在线监测系统与另外A、B两相套管在线监测系统运行于同样的外部环境中，可以排除系统受干扰造成的数据异常情况，初步判断C相套管介损值真实存在明显增长趋势，套管内部可能存在绝缘劣化或受潮情况。
基于变压器套管在线监测系统的设计与应用
基于变压器套管在线监测系统的设计与应用摘要：为了实时监测变压器套管的绝缘状态，设计了一套在线监测变压器套管绝缘性能的测试系统。
该系统通过采集变压器套管末屏和电压互感器N端电流计算出相对介损和相对电容量来判断套管绝缘性能的优劣。
系统主要由DSP微处理器控制，实现对变压器套管相对介损及电容量测量、数据存储和实时数据显示的功能。
试验表明，系统运行稳定可靠，可满足在线监测变压器套管绝缘性能的要求，为变压器套管绝缘在线监测的应用提供了依据，并对在线监测系统的研究具有重要的理论意义和实践价值。
关键词：变压器；套管；相对介损；微处理器引言电力变压器是电力系统中的核心部分，其运行可靠性对整个电力系统的运行有着至关重要的作用。
而变压器套管有是电力变压器的一个核心部件，近年来由于变压器套管绝缘故障造成的事故频发，因此对变压器套管绝缘状态的监测有着极大的意义。
基于上述背景，本项目设计一套在线监测变压器套管绝缘性能的测试系统，通过高精度电流传感器采集变压器套管末屏及同相母线电压互感器N端电流信号，经过控制系统分析处理，计算出变压器套管的相对介损及电容量，进而达到变压器无需停电即可实时监测套管的绝缘性能的目的，具有较高技术先进性和较好的实用性。
1 工作原理变压器套管通常采用电容屏均压方式的绝缘结构，介质损耗tgδ及电容量是衡量变压器套管绝缘性能优劣最直接、有效的参数，在设备的运行过程中准确监测变压器套管介损和电容量的大小尤为重要。
因此，该系统采用了嵌入式计算机系统，具备极强的数学运算功能，并且专门设计和使用了一种以快速傅里叶变换为核心的纯数学方法，来准确求取两个电流信号基波分量的相位差。
即从同相母线PT的N端采集电流信号In作为基准电流，从变压器套管末屏采集电流信号Ix。
在中央监控器的控制下，对两路电流信号经滤波、放大、采样等数字处理，利用谐波分析法分别提取其基波分量，计算出其相位差和幅度比，从而获得被试套管和参考设备的相对介损差值和电容量比值。
变压器高压套管末屏接地
变压器高压套管末屏接地变压器高压套管末屏接地变压器高压套管的末屏接地方式分为外置式、内置式和常接地式三种。
1 外置式末屏接地引出线穿过小瓷套通过接线柱引出到外部接地装置，接线柱对地绝缘，外部再通过接地金属连片或接地金属软线、接地金属连接装置等与已接地的底座相连。
如图1 所示。
（a）末屏接线柱未接地时（b）通过金属连接片接地（c）通过接地软线接地图1 外置式接地方式优点：直观，末屏外部接地是否可靠一目了然。
缺点：拆卸接地金属连片或接线软线时容易造成接线柱转动，末屏内部接地引出线脱落，造成末屏不能可靠接地；对套管防锈喷漆处理时（如图1c），造成末屏接地不可靠。
2 内置式末屏接地引出线穿过小瓷套通过接线柱引出，接线柱对地绝缘，接线柱外加罩金属接地盖，接线柱和接地盖相连，接地盖接地。
接地盖和接线柱连接方式主要分为弹簧片连接和直接接触连接，如图2 和图3 所示。
图2 接地盖通过弹簧片和接线柱连接图3 接地盖和接线柱直接接触连接内置式采用接地盖通过弹簧片和接线柱连接，接地盖内弹簧片正好可以卡住接线柱，接地盖拧到底座上接地。
优点：简单方便缺点：当弹簧片弹性减小或变形时，会造成接触不良，末屏不能可靠接地；不能用万用表直接检查是否可靠接地。
3 常接地结构末屏接地引出线穿过小瓷套通过接线柱引出，接线柱对地绝缘，接线柱外套了一个有弹簧装置的金属套，金属套与接线柱紧密接触。
运行时金属接地套受内部弹簧的压力与套管内侧接地金属法兰相连，末屏可靠接地，最外部有金属护套盖保护并密封防潮，如图4 所示。
图5和图6中实线右侧部分为实际露出套管法兰外可观察到的外部结构，实线左侧部分为实际无法观察到的未露出套管法兰的内部结构。
该类型的末屏接地方式已逐渐退出市场。
图4 通过弹簧式接地套接地原理图图5 运行时弹簧完全弹出接地图6 试验时或异常时弹簧不能完全弹出对于常接地结构接地方式的末屏，试验时应先将护套盖打开，然后将接地套压下，取一金属销插入接线柱的Φ4 小孔中，再松开压下的接地套，接地套在弹簧作用下回弹直至金属销位置。
变压器套管末屏日常工作注意事项
变压器套管(互感器、穿墙套管)末屏常见结构型式及日常工作注意事项安徽省电力科学研究院一、概述近几年省公司系统发生多起变压器套管、互感器等设备末屏装置异常情况，严重危及主变压器、互感器等设备的安全可靠运行，为贯彻省公司关于加强对变压器套管、互感器等设备末屏装置运行维护管理工作的要求，省电科院特对末屏接地的常见结构型式进行了梳理，并提出了其日常工作注意事项。
二、末屏接地的几种常见型式1．普通金属片(线)式接地2．弹簧片式接地3．推拔式接地推拔式末屏原理图推拔式末屏接地时的状况推拔式末屏接地时打开的状况4．内外螺旋式接地旋掉接地帽时的末屏状态(正常)旋掉接地帽时的末屏状态(不正常，接地杆头部断裂脱落) 5．螺旋帽式接地螺旋帽式接地末屏接地帽打开时的状态螺旋帽式接地末屏接地帽打开时的状态和接地帽三、末屏运行维护注意事项针对各种接地类型的末屏装置，在运行维护中需要注意以下事项：1）变电运行人员在巡视设备时，除其它应巡视的项目外，尚需注意末屏装置是否渗漏、油污情况，末屏处有无异常放电情况，发现异常应及时上报；2）电气试验人员在对套管或互感器进行试验前，打开末屏接地时应注意：●对于推拔式接地的末屏，应使用专用工具，卡住外铜套，使末屏处于断开状态；●对于金属片接地的末屏，宜先松末屏端螺帽，再松接地端螺帽；3）电气试验人员在对套管或互感器进行完试验，恢复末屏接线时应注意：●对于普通金属片式接地末屏，宜先上接地端螺帽，后上末屏端螺帽，并注意控制拧紧的力度，避免折断该金属片。
如发现金属片异常应更换；●对于推拔式接地的末屏，在末屏处于接地状态时，使用万用表测量末屏对变压器外壳(地)的电阻值，如异常应处理；如上述步骤正常，应旋紧保护帽，避免末屏处受潮，导致末屏接地装置中的金属部件锈蚀，进而造成推拔铜套与法兰接触面因铜锈存在而出现末屏接地不良现象。
●对于内外螺旋式接地的末屏，不应使用扳手旋紧接地保护帽，而应用手旋紧接地保护帽。
变压器套管末屏故障
来源：旺点电气时间：2010-09-15 阅读：505次标签：变压器套管机组1引言变压器套管是将变压器内部的高、低压引线引到油箱外部的出线装置。
套管作为引线对地的绝缘，还担负着固定引线的作用。
因此，它必须具有规定的电气和机械强度。
由于它在运行中除应承受长期负载电流外，还应能承受短路时的瞬时过热，即应有良表 1 2000年一2007年套管故障数据Table 1 Data of fault bushings in 2000 to 2007 年代 2000托 2001年20o2年 2003经 2004钜 2005年 2006钲 2007年套管事故次数 1 5 2 l 5 O 4 4 套管故障次数 63 63 l09 89 77 3l3 359 628 末屏接地不良 2 4 6 7 8 l7 l6 30 故障发生次数注：2007年套管故障次数中含套管渗漏油 310次。
好的热稳定性。
如果变压器套管存在缺陷或发生故障，将直接危及变压器的安全运行及其供龟可靠性。
近年来，运行中的套管事故率和故障率都呈上升趋势。
据不完全统计，2000年以来，50okV变压器套管在运行中发生爆炸、着火事故的有 9次之多。
国家电网公司资料统计如表 l所示。
油浸电容式套管故障的形成主要是结构或制造工艺不良、安装工艺不良等造成套管接头过热; 瓷套外绝缘在恶劣环境下发生雨中闪络;末屏接地不良造成油色谱超标等。
长期运行中密封垫圈老化裂纹，发生漏油、渗水，加上维护不到位，使套管的电气绝缘性能下降，甚至发生套管爆炸。
因此，对运行中的油纸电容式套管应加强监视，及时进行检修、维护及试验，提前采取防范措施，确保设备安全运行。
笔者就油浸电容式套管末屏接地不良引起的故障加以分析，并提出改进建议和防范措施。
2油浸电容式套管的基本结构信息来源:油浸电容式套管是由接线端子、储油柜、上瓷套、下瓷套、电容芯子、导杆、绝缘油、法兰、接地套管、电压抽头和均压球等组成的。
电厂变压器套管绝缘性能在线监测技术分析
电厂变压器套管绝缘性能在线监测技术分析摘要：套管是电厂变压器的附件重要组成单元之一，其为变压器与高压母线的桥梁。
套管在运行过程中一旦出现绝缘性能故障，将导致电力系统停运，造成严重变压器事故。
基于此，本文在简单介绍在线监测技术原理的基础上，分析了电厂变压器套管绝缘性能检测方法，并对电厂变压器套管绝缘性能在线监测方案进行了深入研究，以期能够提升套管绝缘性能实时在线监测的精确性，确保套管安全运行。
关键词：系统变压器；绝缘性能；套管前言电厂电气设备在长期运行过程中将普遍面临绝缘老化的问题，而绝缘性能直接引发安全隐患。
针对套管设备的绝缘性能，我国相关企业进行了电气设备预防性试验，针对各种电力设备设置了不同的检修周期与方式。
随着居民生产生活用电量的进一步加大，传统离线检修无法满足电厂需求，在此基础上，在线监测方法有效融合了通信技术、数据处理技术、信号采集技术、智能传感器技术，实现了套管绝缘状态信息的实时获取，降低了监测过程中的人力物力投入，提升了电厂套管运行的安全性。
1电厂变压器套管绝缘性能在线监测原理电厂变压器绝缘套管绝缘性能的在线监测实际上就是对其性能的试验与检测，主要包含分析诊断系统、传感器系统与信号采集系统。
信号采集系统利用传感器获收集变压器绝缘套管状态相关信息并进行相关信息的处理与传递，将信息交递给分析诊断系统；数据信号经过分析诊断系统的处理与诊断，可以得出变压器绝缘套管的绝缘性能状态，评估变压器绝缘套管使用寿命。
2电厂变压器套管绝缘性能检测方法2.1离线检测法离线检测法是一种传统变压器绝缘套管绝缘性能检测方法，在进行监测的过程中，相关工作人员首先要保证变压器绝缘套管停止带电运行，之后人工拆除变压器绝缘套管，加压模拟变压器绝缘套管带电运行状况，从而得到该状态下变压器绝缘套管绝缘状态。
在变压器绝缘套管离线检测法当中，最常用的方法为电桥法，该状态下的运用原理基本等同于变压器绝缘套管带电运行工作原理，因此该方法数据信息更为准确，但是在具体使用时可能会出现变压器绝缘套管两端电压不达标的情况。
高压套管末屏(内部接地结构)的故障原因分析及处理对策
附件
高压套管末屏（内部接地结构）
的故障原因分析及处理对策
发生烧损故障的变压器套管末屏结构（示意图）如下：
图一故障套管末屏结构示意图
上图所示末屏结构，正常状态时，内置弹簧将末屏导杆外铜套顶至接地底座，末屏通过铜套接地。
由于介损及绝缘试验时需将铜套推入，使之与底座断开，这一步骤的规范操作应使用专用工具（金属或塑料制套筒），但由于制造厂未提供该专用工具。
现场试验时，在将铜套推入时，采用了非正常方式，可能造成铜套与末屏导杆磨损、弹簧压偏等情况。
同时由于末屏接地环节较多，接触方式为非紧固接触，而是弹簧压缩下的自由接触，运行一段时间后，接触面表面可能发生氧化及运行中的振动等均可造成末屏接地不良。
为解决该类型末屏接地方式可能造成的末屏烧损故障，拟对该接
软导线
焊接点
螺栓
接地点，把这个
铜套推进去，就
是测量状态。
弹簧末屏
底座
末屏密
封螺帽
地方式的末屏加装改进型的末屏密封螺帽（带接地功能，见下图）。
b 图２1.接线柱 2.
接地片3.压盖 4.接地弹簧
4
3
21图３
1.接地罩
2.接地弹簧
3. 接地片
4.挡圈
a
13
4
2
（注：为保证外部辅助接地措施有效，首先应确认改进型末屏密封螺帽的接地片与末屏接线柱可靠接触――接地片位置居中（不得压迫末屏铜套）、接地片直径（顶部凸起部分）小于末屏接线柱、接线柱与接地片之间应保持一定压缩量（使a 比图2中b 小5mm ））。
套管末屏接地分析
220KV变压器高压套管末屏放电原因分析与处理惠州天然气发电厂安装3台保定天威保变电气股份有限公司生产型号为SFP-480000/220主变及1台常州变压器厂生产型号为SFZ10-16000/220的启动备用变压器。
主变出线高压套管是南京雷电有限责任公司生产,型号为BRLW-252/1600-4，启动备用变压器高压套管是抚顺传奇套管有限公司生产,型号为BRDLW2-252/630-4。
2010年10月#2主变C级检修期间，对高压套管绝缘油进行常规性试验时，发现B相套管油乙炔含量达39ppm，严重超标，其它A、C相为零。
经过全面检查，发现B相套管末屏有明显的放电痕迹，A相套管有轻微的放电痕迹。
利用停机的机会对另外两台主变和一台启备变的高压套管进行油色普试验一、试验情况分析：#2主变B相套管情况厂家出厂时的数据启备变A相套管厂家出厂时的数据由此可知,#2主变B相套管和启备变A相套管都含有可燃气体, 根据《电力变压器运行规程 DL/T 572-1995》3.2.10条规定及按照中试所套管内绝缘油不能含有乙炔的要求,上述设备是不能投入运行的.二、原因分析（加入结构图片更好）1、运行方式改变了。
原来的主变套管末屏是用端盖接地的，现在主变的套管加装有局部放电在线监测装置，末屏是与在线监测装置的二次电缆接头连接，再通过二次电缆连接到监测装置信号后接地，接地方式改变了。
通过检查、分析，确认在线监测装置的探头与末屏不能可靠的配合、接触，造成了尖端放电，局部温度急剧上升，在此作用下，套管内部的绝缘油分解出可燃气体，情况严重时会引起爆炸。
2、启备变的高压套管末屏接地是采用弹簧压紧式结构，弹簧作导体。
由于设计存在缺陷，弹簧长期受压出现松弛，弹力不足，接触不良引起局部放电，长期运行造成恶性循环使到套管内的绝缘油分解出可燃气体。
三、处理情况介绍：1、更换启备变A相侧套管和#2主变B相套管2、拆除三台主变套管的在线监测装置，装回原来厂家提供的端盖3、启备变的末屏接地方式与主变的不一样，接地端盖的压缩弹簧有明显的变形，不能保证可靠接地。
变压器套管绝缘在线监测装置应用分析
值仅与绝缘 材料 性质有 关 ， 与绝 缘 材料 的尺寸 大小 和形 状无
关， 它 是 一 定 状 态 下 电介 质 的 同 定 值 ， 此可 以通过在 线测量 电介 质 的 电容 量 Ｃ和 介 质 损耗 因数 ｔ ａ ｎ ８ ， 来判断其绝缘状况 。
的影 响 。为 了能够 准确 获 得 检测 信
压信号 ， 通过电流传感 器引取套 管末屏 电流信号 ， 然 后 用 傅 里 叶 变 换 滤 掉 干扰 成 分 ， 分 离 出信 号 基 波 ， 再 对 电 压 检 测 信 号 和
电流检测信 号进 行矢 量运 算 ， 计算 出套 管绝缘 的介 损值 和 电
容量 。
（ ３ ）检测 信 号 和 输 出 信号 之 间 的角 差 变 化 较 小 。在 传 感 器 线性 工作 区间 和 温 度变 化 的极 限 范 围 内 ， 其 角 差 的最 大 变 化 值
传感 器是整个 在线 检测装 置的信 号输 入端 ， 担 负着 信号
提取 的任务 ， 信 号 的 质 量 严 重 影 响 在 线 检 测 的 数 据 。传 感 器 通常安 装在变 压器 本体上 ， 处 于强 电磁环 境 中， 容 易 受 到 电磁 干 扰 ； 同时传 感器 为户外 安装 ， 容 易 受 到 各 种 环 境 因 素
析 了传感 器 自身 的误差 、 环境 冈素 、 偶然 因素对 在线 监测数 据 的影响 ， 以便排 除干 扰 ， 避 免发 生误报 警 。
关键 词 ： 变压 器 ； 套 管绝 缘 ； 在线 监测
０ 引言
变 压 器 用油 浸 电容 套 管 易 受 高 介 电 及 热 应 力 影 响 ， 套 管 绝
缘故障是引起变 压器故障的主要因素之一 ， 研 究表明套管 绝缘 故 障占到变压器故 障的 ４ Ｏ ， 有 些故障甚 至会 引起火 灾 ， 导致
TMB套管在线监测系统设计原理和技术特点
TMB套管在线监测系统设计原理和技术特点TMB套管在线监测系统设计原理和技术特点变压器套管在线监测仪MODEL TMB系统能够持续稳定地监测变压器套管的介质损耗、泄漏电流、母线电压、阻性电流等参数，并根据其变化趋势来监测变压器套管的运行状况。
本系统能够在典型的变电站和发电厂环境下运行。
该系统的技术特点主要表现在如下几个方面：一、系统的结构形式和测量原理变压器套管在线监测仪MODEL TMB是用来实时监测变压器套管的专用仪器。
华电云通公司的变压器套管在线仪采用高性能微小电流传感技术测量变压器套管的介质损耗等参量。
监测仪可以在变压器带电的状态下24小时不间断运行。
监测仪可以发现变压器套管潜在的故障。
可以在变电站的室外环境长期稳定运行。
变压器套管在线监测仪MODEL TMB是一种精密的装置，具有世界顶尖技术水平。
主要有以下几个关键技术环节：微小电流传感环节，小信号无失真放大环节，绝缘性能高精度测试环节和故障判断专家诊断环节。
监测仪的心脏是一个特制的微小电流传感器，可以把微小的电流无失真地转换成大信号输出。
监测仪可以测量套管的母线电压、电容量、泄漏电流、介质损耗、阻性电流、环境温度、环境湿度等参量。
微小电流传感器安装在变压器套管的末屏上，微小电流信号在传感器本地被转化为大电压信号，采用先进的屏蔽电缆将电压信号传输到仪器的处理电路中。
处理电路完成电压信号的数字化转换，并计算得到各种表征套管性能的参数。
各种参数通过RS-485总线送到上位机专家系统，进行故障诊断等处理。
图1是变压器套管在线监测仪的原理示意图。
变压器套管末屏电流传感器变压器套管在线监测仪屏蔽电缆专家系统RS-485图1 变压器套管在线监测仪原理示意图监测仪可以在很短的时间内完成信号的采集、处理及传输。
一旦测量完成，你可以使用TMmonitoring（变压器在线监测系统配套的上位机软件）来进行数据的浏览和数据追踪。
各种监测数据既可以在上位机通过TM monitoring进行浏览，也可以通过Internet访问上位机进行浏览。
220kV变压器高压套管末屏放电原因分析与处理
220kV变压器高压套管末屏放电原因分析与处理摘要：发电厂内主变压器最基本、最重要的功能是将发电机产生的电能升压后送至电网，若是其发生故障，不但会严重影响发电厂经济效益，而且还会对电网的安全产生严重影响。
在某电厂，其中一台220kV变压器高压侧的B相套管末屏具有严重放电的痕迹，通过检查发现，在套管内部的绝缘油当中存在超标的乙炔，对其进行分析判断，认为导致故障的主要原因是由于套管在线检测装置设计、安装存在缺陷，导致运行中末屏接地线断裂，末屏悬浮电位升高而放电。
提出了一种现场不排油更换套管的方法，此种处理措施能够大大节省人力与物力，并且使检修工期得以缩短。
关键词：220kV变压器；高压套管；末屏放电；原因与对策0引言作为变压器重要部件的高压套管一向是故障多发点，2017年度，我国某省份发生了两起变压器事故，其中一起就是220kV变压器高压套管爆炸，导致变压器着火烧毁。
鉴于此，近年来国内高压套管在线监测技术开始兴起，不少发电厂装备了这样的在线装置，但由于该项技术处于发展初期，没有运行经验，设计、安装不当极易引发更严重的事故。
鉴于此，本文围绕220kV变压器高压套管末屏放电原因分析与处理对策展开分析讨论，希望为同业同仁提供一些帮助。
1 套管故障基本情况2017年8月，某电厂#2 机组主变压器(SFP-480000/220型三相变压器，额定容量为480MV•A)停电检修，在打开主变压器高压侧 B 相套管(型号为BRLW -252)接地末屏的在线监测装置进行检查时，发现末屏小套管有放电痕迹，小套管瓷瓶尾部断裂。
末屏清理后进行了相关电气试验，由试验结果可以得知，该套管电气性能与出厂时相比变化不大。
进一步对该套管进行检查并对套管绝缘油进行了色谱分析试验，试验结果表明: B相高压套管内绝缘油的乙炔含量超标，达0.039‰，远超过了0.002‰ 的注意值和0.005‰的国家标准值。
2220kV变压器高压套管末屏放电原因分析220kV变压器正常运行时的高压套管末屏直接接地，一般用1个末屏旋盖将末屏接地柱与套管法兰相连，再通过变压器本体接地，运行期间末屏电位应该为0。
电力系统暂态过电压测量技术综述
电力系统暂态过电压测量技术综述发布时间：2021-12-31T06:42:33.316Z 来源：《电力设备》2021年第11期作者：孙韦[导读] 暂态过电压是破坏设备绝缘、造成电力系统严重故障，威胁电力系统安全运行的重要因素。
（陕西三恒电子科技有限公司陕西省西安市 710000）摘要：近年来，我国的现代化建设的发展迅速，电力工程建设也有了很大的提高。
电力系统暂态保护装置一般利用故障产生的高额信号实施信号检测，以明确系统中的故障问题，其运动速度一般相对较快，且难以受到系统运行方式的影响，通常难以借助解析式的方式表征系统的保护原理，也无法实现精准化分析。
采取人工智能技术手段，可以针对无法表述的知识进行高效的分析处理，为实现暂态保护提供充足的分析工具。
关键词：电力系统；暂态过电压；测量技术综述引言暂态过电压是破坏设备绝缘、造成电力系统严重故障，威胁电力系统安全运行的重要因素。
因此，设法对暂态过电压进行准确测量尤为重要。
文章较全面地梳理归纳了现有的各种暂态过电压测量技术，并按照相应传感器的工作原理，将其划分为接触式测量和非接触式测量技术；并具体就分压器、套管末屏、GIS传感器、电场传感器和光学传感器等方面，总结了各种暂态过电压测量技术的原理、优缺点及适用范围。
1人工智能应用于暂态问题的合理性1.1电力系统深度信息化在智能电网建设背景之下，电力系统之中融合了更多与通信、量测和外部系统相关的电力物理信息系统。
同时，信息的时间、种类及结构等尺寸也表现出多样化发展的趋势，以海量信息为支撑，可以为暂态问题研究提供充足的数据支撑。
此外，随着数据量的激增，可以相应推动人们暂态问题研究思维模式的优化和转变。
以往所采用的以因果逻辑为依托的信息分析处理方法已经难以充分适应高维异构的多元信息计算需求。
此外，利用AI技术可以发挥良好的数据处理和信息挖掘优势，以充分展现多元信息的价值。
1.2暂态稳定机理复杂化在电力系统之中纳入新能源、特高压直流输电和变频器负荷等多类电力电子化元素，可以切实提升暂态问题研究对象的复杂化程度。
电容式套管技术
电容式套管技术
电容式套管技术是一种利用电容效应来实现无接触测量的技术。
它通过将被测对象固定在一个电容传感器中，并通过测量传感器与被测对象之间的电容值的变化来实现对被测对象的测量。
电容式套管技术的基本原理是根据电容的定义，电容是一个物体储存电荷的能力。
当两个电极之间的距离缩短时，电容值增加；当两个电极之间的距离增加时，电容值减少。
因此，通过测量电容值的变化，就可以精确地测量被测对象的尺寸或位移。
电容式套管技术具有以下优点：
1. 无接触：传统的测量方法可能需要与被测对象接触，容易引起物体的损坏或变形；而电容式套管技术可以实现无接触测量，不会对被测对象造成损伤。
2. 高精度：电容式套管技术可以实现非常高的测量精度，通常可以达到亚毫米的级别。
3. 宽测量范围：电容式套管技术可以用于测量不同尺寸和形状的被测对象，具有较大的测量范围。
4. 快速响应：电容式套管技术的测量速度快，可以实时监测被测对象的变化。
5. 抗干扰性强：电容式套管技术对外界干扰信号较为抗干扰，能够有效地排除干扰信号对测量结果的影响。
电容式套管技术广泛应用于工业生产中的测量和检测领域，例如测量物体的直径、长度、内外径、厚度等。
它在自动化生产线上的应用也越来越广泛，可以实现对各种零部件尺寸的自动检测和控制。
套管末屏的作用
套管末屏的作用
套管末屏（也称套管封堵器）的作用是在套管末端或气动插入工具的末端放置一个封堵装置，防止液体或气体泄漏或溢出。
套管末屏被广泛应用于石油、天然气、化工、核能等工业领域。
套管末屏的主要作用有以下几个方面：
1. 封堵作用：套管末屏能够阻止流体或气体通过套管末端或气动插入工具的末端进入井口或环境中，保证井口的安全和环境的保护。
2. 防爆作用：套管末屏通过阻止流体或气体的泄漏或溢出，减少了爆炸的风险，保护工作场所和人员的安全。
3. 管线维护作用：套管末屏可以作为管线的维护点，方便对套管进行检修、清洗、更换等操作，保持管线的正常运行。
4. 测量和监控作用：套管末屏可以嵌入各种传感器和测量仪器，用于监测井口压力、温度、流量等参数，提供实时的数据供工程师进行分析和决策。
综上所述，套管末屏的作用主要是为了保证井口安全、防止泄漏和爆炸、方便管线维护和提供监测数据。
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XD5661套管末屏传感器及检测技术
1、概述
110kV等级及以上主变出线方式主要采用容性套管，套管末屏是检测主变局放、介损等参量的重要信号拾取位置。
主变在运行状态下是无法打开套管末屏保护罩的，想要在运行状态下拾取局放及介损信号，现行的方法是将套管末屏接地线引到地面，但这样一定程度改变了接地方式，对安全运行构成一定的风险。
XD5661套管末屏传感器为解决上述问题而研发，它采用微型化传感技术嵌入现用的末屏保护罩，结构与现用的末屏保护罩可完全替换，在不改变原有套管末屏的电气特性（尤其是接地特性）条件下，高品质地提取出局放、接地电流等信号，为主变的带电检测与在线监测提供便捷、无风险检测方法。
2、套管末屏传感器
2.1组成
套管末屏传感器主要由高频脉冲感应单元、低频电流感应单元、信号出线盒、双屏蔽传输线几部分组成。
传感器按功能可分为：高频局放传感器、介损电流传感器及同时包含上述二种功能的综合传感器。
套管末屏传感器
传感器安装示意图
2.2特征及性能
2.2.1安全性高
不改变末屏原有接地方式和性能，不松动。
2.2.2可靠性高
内部灌胶固化，达到IP68（潜水型）防护等级，使用寿命与套管等同。
2.2.3灵敏度高
内置高频、低频传感器，可检测5pC局放信号和µA级接地电流。
2.2.4可标定
局放信号可参照GB7354标准，选用符合频带要求的脉冲发生器进行校准。
2.2.5安装便捷
结构上与现用各种套管末屏封盖完全互换，换装可在几十秒内完成。
2.2.6适用性广
传感器信号既可用于带电检测，也可作为在线监测的信号来源。
2.3应用方式
按工作方式，套管末屏传感器应用可分为巡检模式、本地在线模式和远程在线模式三类。
2.3.1巡检模式
在主变临近地面设置信号出线盒，将传感器获取信号引入信号出线盒，巡检时仪器从信号出线盒接收信号。
巡检模式示意图
巡检现场
2.3.2本地在线模式
将具备信号处理、分析及显示等人机交互功能的检测单元嵌入信号出线盒，使之组成本地在线监测装置。
本地在线监测
2.3.3远程在线模式
将传感器信号接入一个固定在主变附近的监测单元（IED），构成一个远程在线监测装置。
远程在线模式示意图
远程在线监测
3、有效性验证
3.1实验模拟验证
3.1.1实验平台
模拟实验在110kV变压器局放故障模拟装置（本所与河南院联合研制）进行，此装置可模拟变压器内部尖端、悬浮、气隙、颗粒放电。
110kV变压器局放故障模拟装置
3.1.2实验过程
分别将检测阻抗和套管末屏传感器接入A相套管末屏，并分别采用符合GB7354频带要求的脉冲发生器进行50pC校准。
检测阻抗安装
套管末屏传感器安装
a 检测阻抗脉冲校准
b 套管末屏传感器脉冲校准
校准完毕，各自检测其局放背景值。
检测阻抗背景2.1pC，套管末屏传感器背景2.4pC。
a 检测阻抗背景信号
b 套管末屏传感器背景信号
将A相尖端放电模拟操作杆推入，电压升至23.5kV，检测阻抗检测的放电幅值为4.3pC。
检测阻抗放电图谱
把检测阻抗更换成套管末屏传感器，重复以上过程，套管末屏传感器检测的放电幅值为4.6pC。
套管末屏传感器放电图谱
3.1.3实验结论
从实验数据可以得出，套管末屏传感器与检测阻抗测到的局放信号量值、相位一致，且检测灵敏度小于5pC。
3.2现场实测
3.2.1现场情况
在国网运检部和安徽、四川公司支持下，本所分别在安徽省6台110kV主变，四川省2台220kV主变上安装了套管末屏传感器。
其中安徽省2台采用在线方式，其余4台为巡检方式；四川省1台为在线方式，另1台为巡检方式。
通过以上主变实测数据看，主变在未运行时的背景基本在30～110pC，投运后背景值增加10pC左右，其中220kV变电站背景值要比110kV站增加10～20pC；就现场的背景条件，完全满足GB1094变压器局放≤250pC的检测要求。
3.2.2典型案例
2018年4月26日，安徽淮南西山110kV变电站对4#主变进行套管末屏传感器安装。
西山220kV 变电站传感器安装
变压器上电前，在变压器A、B、C 三相套管出线端和接地端之间分别注入500pC 校准脉冲，测试数据如下：
A 相
B 相
C相
脉冲校准后，变压器上电前测试A、B、C三相套管末屏传感器的背景信号，数据如下：
A相 B相
C相
变压器上电后，测试A、B、C三相套管末屏传感器信号，数据如下：
A相 B相
C相
发现变压器C相存在异常放电信号，放电量342pC。
后用紫外设备复测，发现套管顶部存在电晕放电。
4、安全性验证
XD5661套管末屏传感器作为一个固定部件长期安装于套管末屏处，主要的安全风险点有二个：一是接地悬空，二是末屏受潮。
现有的末屏端通过末屏盖实现可靠接地与密封防潮，接地连接方式有轴向弹簧顶接和和冠簧压接二种。
现行末屏接地和密封防潮方式已沿用几十年，被证明是可靠的。
XD5661套管末屏传感器设计沿用上述二种方式，传感器螺纹接口密封及末屏芯线接触方式都和原有的末屏盖结构一致，材料、结构和电气上与原有末屏盖完全等效兼容，保持原有末屏接地与密封方式不变。
为验证套管末屏传感器的防水性、防松动性及接地性能，本所进行了对应的实验验证。
4.1防水性
实验用一只装有35cm深水的水箱，将受潮变色的湿度卡装入传感器内，传感器放置于水底，如下图所示：
传感器潜水试验
传感器静置72小时后，取出比对湿度卡前后变化。
潜水前后内部比对
潜水前后湿度卡比对
湿度卡无变色现象，传感器防水性能良好。
4.2防松动性
4.2.1防松动实验
变压器振动是引起套管末屏传感器松动的主要因素。
变压器运行时套管末屏振动频率为100～700Hz，加速度0.01～0.07g。
实验搭建一个仿真变压器振动的平台，设计两种振动模式：一是扫频振动，频率100～700Hz，加速度5g；二是定频振动，频率分别为50、100Hz，加速度5g。
上述振动幅度已超过现场50倍以上。
依据5种常见的套管末屏结构，加工5种末屏底座，分别将对应的5种传
感器固定到末屏底座上，再将末屏底座固定在振动平台上。
不同模式振动分别持续1个月，试验后传感器未观察到松动痕迹。
传感器振动实验
4.2.2保险措施
鉴于变压器运行振动强度不一，对振动较强的变压器可加配保险措施。
常用防止螺纹松动的方式有加弹垫、涂螺纹胶等，但此类方式一会影响套管末端的接地性能，二不利于传感器拆卸。
为加强传感器的防松动性能，我们采用在传感器与末屏底座接合处点涂中性硅酮结构胶。
在接合处局部点涂中性硅酮结构胶，既不影响接地性能，又能增加防松动性能，同时也不影响传感器的拆卸。
中性硅酮结构胶常用于建筑幕墙玻璃安装，耐候性长达数十年。
局部点涂结构胶
4.3接地性能
XD5661套管末屏传感器与套管末屏间接触电阻是衡量套管末屏导流性能的主要因素，试验用回路电阻测试仪检测传感器的接触电阻。
传感器接触电阻为1.063mΩ，可保证套管末屏导流正常。
传感器接触电阻检测
5、试点应用
本所在安徽省共安装6台主变，其中2台主变采用在线模式，其余4台为巡检模式。
四川省共安装2台主变，其中1台为在线模式，另1台为巡检模式。
目前上述安装的套管末屏传感器与检测设备已投入使用4～9个月，均运行正常。
安徽安庆育儿110kV变电站（巡检模式）
四川内江董家湾220kV变电站（在线模式）
四川巴中观井220kV变电站（巡检模式）
安徽合肥来安路110kV变电站（在线模式）
6、总结
XD5661套管末屏传感器及检测技术作为一种新型变压器绝缘状态检测方法，其应用有效性、安全性已充分验证，该项技术的应用可有效掌握变压器的绝缘状态。