改进变压器低压套管末屏接地装置

改进变压器低压套管末屏接地装置
发表时间：2017-11-30T09:20:54.523Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：朱丹平马勇
[导读] 变压器低压套管，它作为变压器引线对地的绝缘，同时也起到固定引线的作用。

在它的内部，有一个电容芯子，将这个电容芯子的最后一层极板（也就是末屏）接地的装置就叫做末屏接地装置。

（国网新源水电公司新安江水电厂浙江建德 311600）
变压器低压套管，它作为变压器引线对地的绝缘，同时也起到固定引线的作用。

在它的内部，有一个电容芯子，将这个电容芯子的最
后一层极板（也就是末屏）接地的装置就叫做末屏接地装置。

它除了是套管的接地装置以外，还作为测试套管状况的试验端子。

过去的几年中，我厂主变却恰恰由于这个小装置的缺陷问题几次造成被迫停运，变压器低压套管封闭在母线筒内，运行时无法监视，
同样也因封母关系，套管检修必须割开封母才能进行，检修费用高，客观上需要提高套管可靠性。

而且作为试验端子，它拆卸起来也过于复杂了，耗时耗力不说，还容易损坏，甚至影响到套管的正常运行。

因此，各方面因素都要求必须要改进低压套管末屏接地装置以提高我厂主变的运行可靠性。

2013年2月，对3台主变低压套管从2008年到2012年的缺陷的统计。

这里我们可以看到，3台主变共9只套管就有6只曾出现过末屏缺陷，其中03号主变的2只套管末屏漏油的缺陷更是频繁发生。

套管末屏缺陷率高达66.7%。

另外，从缺陷调查表中我们发现，缺陷类型中“渗油”和“中心杆弯曲、滑牙”出现的频率相当高，我们对缺陷类型也进行了统计，可以很清楚的得出结论：“渗油”和“小鸯管中心导杆损坏”占到了末屏缺陷的90%，是末屏缺陷的关键问题。

那么，末屏接地装置为什么会频繁发生缺陷呢？下面是它的内部结构。

这就是末屏接地装置的两个重要部件：小鸯管与接地罩。

套管末屏正是由软铜线经小鸯管的中心导杆引出，并通过接地罩经接地法兰接地。

了解了内部结构后，针对结构进行了深入分析，并结合平时在缺陷处理中的经验，运用科学的分析方法找出了引发“漏油”和“小鸯管中心杆损坏”的四个末端因素，分别为：接地罩孔径小；末屏接地罩拆卸困难；小鸯管中心导杆细以及套管内部压力高。

那么这些因素中哪些才是导致缺陷的主要原因呢？让我们一个一个地把它找出来。

首先套管每年要进行一次试验，接地罩拆卸频繁，而这个接地装置为了接地可靠，接地孔设计的非常小，只有3mm左右，很容易卡住小鸯管中心铜杆，在接地罩拆卸旋转过程中，就极可能带动小鸯管及压紧螺帽旋转导致中心杆损坏和漏油，所以接地罩孔径小是主要原因。

其次因为套管外侧装有封母罩，拆卸末屏接地罩时就只能单手持工具盲操作，很容易损坏末屏；所以接地罩拆卸困难是主要原因。

再者经游标卡尺测量，小鸯管中心导杆直径只有3mm，还车有螺纹，单手就可以折弯，折断，同时因为小鸯管直径小，使得其瓷套与中心杆胶合面积小，容易造成漏油；所以小鸯管中心杆细是主要原因。

而套管内部压力高，虽然是促发缺陷的原因之一，但其压力值并未超出标准。

因此，通过以上的分析，可以确认接地罩孔径小、末屏接地罩拆卸困难以及小鸯管中心杆细是造成末屏缺陷的的主要原因。

根据问题的性质，初步先采取两个对策方案：一个是将原接地罩孔径开大，将末屏引出至套管外接地，另一个是整体改进末屏接地装置。

下面让我们来看一看这两个方案哪一个更加合适。

方案一开大了接地罩的孔径，并用软铜线将末屏引出至套管外接地。

这个方案虽然简单也能够解决因为拆装而引发的问题，但小鸯管暴露在空气中，容易受潮且没有解决因中心杆太细引起的漏油问题。

方案二是对末屏接地装置的整体改进。

可以看到，末屏引线经小鸯管与压紧弹簧后通过接地罩接地。

这个方案从理论上看可以满足接地可靠、密封良好、拆卸方便的要求，并且解决了漏油问题。

因此，决定采用整体改进末屏接地装置的方案。

为了证明这个方案切实可行，对方案进行了实物论证。

从内部结构知道，整体改进的关键就在于其内部的小鸯管与外部接地罩的改进。

而小鸯管的改造重点是要解决其强度和密封问题，采取的措施是：将小鸯管中心杆的直径从原3mm增加至5mm，并将其长度缩短
2cm，同时，将小鸯管小瓷套的外径也增加2mm，但保持其长度不变。

2013年2月，在南京电瓷厂对改进后的小鸯管样品进行试验，结果显示改进后的小鸯管在强度和密封性能上完全能满足要求。

对于接地罩的改进，参照了高压套管的末屏接地装置，设计出了带弹簧接地片的接地罩，并在接地罩内设计了密封垫，使内部完全封闭。

同样，在南京电瓷厂，对改进后的样品进行了试验分析，结果显示完全能够满足要求。

由此我们可以确认，整体改进的设计方案是合理、可行的。

根据以上对方案的选择分析，针对已经确认的三个主要原因逐一制订了对策。

为了使接地罩拆装时不会卡住小鸯管我们采取的措施是在接地罩内部接地；为了解决接地罩拆卸困难的问题，采取的措施是加大接地罩直径并在其外部滚花，增加摩擦力，以便工作时不使用工具即可拆卸；对于小鸯管太细的问题，我们采取的措施是增大其直径，并缩短中心杆长度。

首先，我们与南京电瓷厂合作试制出了新型接地罩，并在该厂套管样品上试安装，末屏接地在接地罩内利用弹簧压紧完成，实测弹簧压紧力，数据显示满足接触压力要求。

将试制出的新型接地罩与原接地罩进行了对比试验，现场分别对两种接地罩进行了90次的拆装。

从记录表中可以看到新型接地罩在拆装过程中均末卡住小鸯管，并大大提高了工作效率。

其次，委托南京电瓷厂根据我们的设计方案制作了9支小鸯管，
并进行了抗弯强度，抗压强度及耐压试验，测试均一次通过。

新型末屏接地装置整体改进完成后，将它安装在试验台上，模拟现场最恶劣条件对其进行考核。

先用2倍套管最高油压对其加压48小时，测得新装置密封性能优；并对其进行了百次快速拆装，并记录平均时间与导杆磨损度，测试结果表明新装置拆装便捷、可靠；
最后对装置进行了3分钟的淋水试验，并测量小鸯管绝缘，测试结果表明新装置环境耐受度优。

以上考核表明新装置达到了我们预期的设计目标。

末屏接地装置改进成功后，分别于2013年5月、6月、7月主变停役期间对低压套管末屏接地装置进行了更换，并于2013年11月1日至12月30日对三台主变逐台临检，均未发现任何末屏缺陷。

另一方面，通过改进，末屏接地平均拆装时间由原来的6分钟降为32秒，单人单手即可完成，同时杜绝了因拆装而引起的末屏损坏，降低了劳动强度，提高了工作效率。

同时，由于改进提高了低压套管可靠性，厂部决定，取消低压套管的周期检修改为状态检修，这无疑节省了检修费用。

更值得高兴的是，南京电瓷厂已将本次改进成果纳入该厂新套管的制造标准中，这无形中也为使用其产品的兄弟单位消除了设备隐患，提升了运行安全。

在取得圆满成功之后，将末屏接地装置改进的设计资料、图纸整理归档；将末屏接地改进工艺标准纳入厂工艺流程指导书；将改进后末屏接地拆装及试验标准纳入套管检修作业指导书，以便在今后的工作中能够运用和借鉴。

2014年3月20日到4月10日，在汛期到来之前，对3台主变低压套管末屏分别进行了检查，仍然没有发现任何缺陷。

作者简介：
朱丹平 1969年11月06日出生，男，籍贯：浙江省建德维护分场专科技师，主要从事电气一次设备维护及设备异常情况分析。