MWB套管解体分析

6支MWB套管解体分析报告

近期，上海MWB互感器有限公司生产的110kV变压器套管连续发生多起故障，电科院对石狮上浦变1号主变C相套管、连江文山2号主变B相套管、南安石井变2号主变A、B、C相套管和南平长沙变1号主变A相套管进行解体分析，分析如下：

一、石狮上浦变1号主变C相套管

石狮上浦变1号主变C相套管在运行中发现油位异常升高，判断套管发生内漏。在套管解体前，在注油孔处施加0.2MPa的压力，发现套管底部出现渗漏油，将均压球内密封圈取出，发现O形密封圈上有明显伤痕。套管解体时发现油枕上部蝶形垫圈下面的O形密封圈也存在明显伤痕，同时铝管也有凹痕，这两处伤痕是造成套管内漏的原因。由于变压器油枕油位比套管油位高，当套管油与变压器油连通时，变压器内部绝缘油从套管下部进入套管，套管上部空气从套管油枕上部的密封圈排出，造成套管油位上升。在油枕上部密封失效的情况下，如将军帽内有水分，水分将从套管主密封（即油枕上部蝶形垫圈下面的O形密封圈）进入套管内部。

施加油压后套管下部渗油

内置均压球与铝管间O形密封圈受损

套管内部均压球

套管顶部蝶形弹簧垫圈下O形密封圈受压损伤，铝管凹痕

套管顶部蝶形弹簧垫圈下O形密封圈受压损伤

二、连江文山变2号主变B相套管

连江文山变2号主变B相套管油中乙炔异常升高，并且套管介损相比历史试验数据也有明显上升，外观检查未发现异常，在解体后发现套管末屏引线与引线管内壁均明显有碳黑，末屏引线头处切面平整没有焊锡，分析认为末屏引线与引线管之间焊接工艺存在缺陷，虚焊，在运行的振动作用下，一段时间后末屏引线与引线管壁接触不良，放电。

套管末屏

末屏接线示意图

末屏接线表面有碳黑末屏接线

末屏接线管

末屏接线管内壁积碳（100倍显微镜）

末屏接线表面积碳（100倍显微镜）

末屏接线末端切面平整没有焊锡（100倍显微镜）

末屏接线前部积碳较少（100倍显微镜）

三、南安石丰变2号主变A、C相套管

南安石丰2号主变A、C相套管在解体中未发现异常。

四、南安石丰变2号主变B相套管

南安石丰变2号主变110kV B相套管外瓷套自浇注法兰起全部炸裂，套管的电缆穿管在浇注法兰以上约16公分、末屏引出顺时针约45度处，有一个指头大小的击穿孔，可明显见到引线故障B相套管套管抽真空（放气）口、套管注油口由于被火熏烤密封圈已脆化，但未发现轴向（垂直密封面）的裂纹，并检查套管的顶部防雨罩，除被熏黑外，未发现明显密封失效现象。

套管中铝合金管长212.1mm，距头部93mm处有一碳化点，距头部106.5mm处铝管击穿点，距头部169mm处有一电容屏击穿点。

分析认为，套管生产过程中异物进入电容芯子（位于法兰上部），运行中长期发生局部放电，使电容芯子的铝箔和绝缘纸碳化数层，导致电容绝缘严重下降，在7月14日发生击穿，电流途径详见下图，最后经末屏入地，此时电流较小，但在极端的时间内迅速增大，发展成铝管穿孔处对法兰上部电弧放电，同时绝缘油裂解产生巨大压力，炸裂套管瓷套。

套管事故现场

法兰放电点铝管穿孔处

套管法兰上的电弧放电点

铝管烧穿处

铝管上部碳化点

套管下部放电点

铝箔

法兰下部碳

法兰上部碳

铝管穿孔处

起始放电途径

法兰放电电弧放电途径

五、南平长沙变1号主变A 相套管

南平长沙变1号主变A 相套管油枕松动，随后检查油枕油位发现已处满油位状态，同时油枕与外瓷套连接部位存在渗漏油现象、油迹已渗到瓷瓶下方三、四裙的位置。

图１ 套管渗油部位

图２ 导电杆下端断裂情况

对故障套管的导电杆进行了金属失效性专项检测表明“A 相套管中的穿心铝管由于受到较大的预紧拉应力，长期处于过载状态，塑性下降，加上近期受到一次较大的外力的作用，超过铝管所能承受的最大拉应力，最终在管子的最薄部位产生脆性断裂”。

从套管的内部结构可知，该套管整体刚性结构是通过内部导电杆的张力来实现的，主要通过上部压紧螺母、弹簧垫片、油枕、上瓷套、安装法兰、金属延长管、环氧绝缘筒（含均压球）形成一体化结构，瓷套内部密封是依靠油枕上、下密封垫圈、瓷套上、下密封圈、金属延长管上、下密封圈来实现密封。通过调节压紧螺母来控制套管各组件压紧力，并保持密封效果。为了确保压紧油枕、外磁套、法兰盘、延长管以及环氧绝缘筒，导电杆始终要承受一定的张力。根据设计要求，导电杆正常情况要承受15000N 的拉力。铝管采用6005T6铝合金材料，

油迹已流至瓷瓶上端三、四群处

渗油点

导电杆断裂处