变压器套管将军帽发热的分析及处理_李超群.pdf

中国电工网变压器套管将军帽发热的分析及处理李超群（深圳供电局有限公司，广东 深圳 ）摘要：套管作为变压器的主部件，对变压器安全稳定运行发挥着重要作用。然而在变压器实际运行中，常出现变压器套管发热的情况，且发热的地方大多为套管将军帽处。将军帽发热温度达到规定值时，如不及时发现并处理就可能导致设备击穿跳闸，造成用电负荷的损失，所以对变压器套管将军帽发热进行分析很有必要。关键词：变压器；套管；将军帽；发热中图分类号：（，）：，：；收稿日期：引言变压器套管引出线的结构有很多种，其中以将军帽的结构居多，国内目前主要的套管厂家，如沈阳传奇套管、苏州智达套管等大部分采用这个结构。本文主要介绍了将军帽结构的套管出现发热的分析及处理。套管概况常见的变压器套管主要由外部接线端子、油枕、弹簧、上瓷套、电容芯子、测量端子、安装法兰、电流互感器套筒、下瓷套、均压球等部分组成，如图所示。12345678910265图 1 套管结构（）外部接线端子：连接架空线、母线或避雷器。（）油枕：全密封结构，将内室与大气完全隔绝；调节因温度变化引起的油体积变化，使套管内部免受大的压力。其上设有油表，运行时监视油面。（）弹簧：通 过 强 力 弹 簧 作 用，使 套 管 的 主 密 封 更可靠。（）上瓷套：瓷套作为外绝缘及变压器油的容器，其下部还辅以胶装结构以增强该部分的连接、密封和抗弯性能。（）电容芯子：套管的主绝缘，是在套管的中心导管外包绕铝箔作为极板、油浸电缆纸作为极间介质组成的串联同轴圆柱电容器。电容器的一端与中心导管相连，另一端由连接法兰的测量端子引出。在串联电容器的作用下，套管的径向和轴向电场分布均匀。（）测量端子：在套管安装法兰处并与安装法兰绝缘，可供套管介损和局放测量用。运行时通过在测量端子上旋紧一保护螺盖，可与安装法兰联接并接地。（）安装法兰：材料为不易腐蚀的铸铝合金。精细的加工和合理的结构使套管的本体密封和与变压器之间的密封更加可靠。（）电流互感器套筒：与安装法兰短接，电流互感器安装应不超过该部位。（）下瓷套：作为套管的下绝缘及变压器油的容器。（）均压球：改善套管尾部电场分布。电工技术电气设备2023 1期套管引线接头及将军帽结构如图所示。图 2 将军帽结构12 mm 螺栓；弹簧垫圈引线接头尼巴垫金属垫圈定位销注油塞；O 型圈接线板接线头（将军帽）8 mm 螺栓；弹簧垫圈密封垫圈套管发热缺陷及相关分析 年月 日，运行人员在 油松站进行红外测温时发现，主变变高相套管存在发热缺陷。如图所示，发热点位于接线掌下方，初步判断为将军帽发热。图 3 红外图根据以往主变套管运行经验，套管将军帽发热的原因可能有以下几种。（）将军帽与导电杆之间螺牙接触面太小，不满足载流量的要求。这个问题在设计时就考虑了，二者之间的接触面积应大于最大载流量，并满足相关温升要求，所以可以排除这个原因。（）将军帽与导电杆之间螺牙接触部分存在氧化或有杂物，造成接触部分电阻增大，从而导致发热。这个原因可能存在，需具体判断。（）导电杆和将军帽之间的螺牙连接存在间隙，二者牙合不紧固。这个原因也可能存在，仍需具体判断。年 月日，对 油松站主变进行停电检修，并分析其发热的具体原因。经检查，整个套管及将军帽的外观完整，无螺丝松动等其他异常情况。将引线接线掌拆下来，打开将军帽时，发现将军帽与导电杆之间不紧固。进一步检查将军帽内部螺牙及导电杆上的螺牙，不存在螺牙滑丝或螺牙表面有异物及氧化情况。至此，初步怀疑此次引起将军帽发热的原因是导电杆和将军帽之间的螺牙连接存在间隙，二者牙合不紧固。为了验证其结果，对导电杆和将军帽之间的螺牙进行测量，如图所示。测得将军帽内部螺牙长度为，导电杆外露部分的螺牙长度为，此时。导电杆下方有一个固定导线插销，以防止导线往下掉，同时这个插销槽是由一个长孔位置安装的，便于导线上下移动，给导电杆及将军帽安装提供虚位。当时，可在紧固时一边往上提一边上紧，这个长孔的长度为，即紧固时往上提的最大高度为，如图所示。图 4 尺寸测量情况图 5 各部位标识按照设计原理，安装时将军帽拧在导电杆上，相互之间的螺牙连接不存在间隙，二者牙合紧固，将军帽上紧后与套管顶部平面留有间隙，再由个螺丝紧固将其间隙压平。按照厂家指导方法对上述将军帽重新安装，同样采用紧固时一边往上提一边上紧，直到导电杆往上提不动后，发现将军帽与套管顶部平面仍没有间隙。这就说明（），造成将军帽内部平台与导电杆上垫片没有压紧，导致螺牙存在松动。解决方法知道了发热的原因，就要找到针对性的解决方法。目前来看只要保证（）即可，而为固定卡槽不能改变，因此只能增加的高度。首先考虑在导 电 杆 顶 部 加 垫 片，使 垫 片 的 高 度 满 足（），如图所示。这个方法只需计算出高度差。但是考虑到运行时，这个位置要流过负荷电流，因此接触电阻较大，可能会发热。于是，在这里再增加一个绝缘胶皮，防止电流经过。按照这个方法，再次进行安装，结果发现螺牙连接不存在间隙，二者牙合紧固，将军帽上紧后与套管顶部平面留有 间隙。但是，将个 螺丝紧固后压平间隙时，发现螺丝孔位不对齐，需继续紧固或往回松一点，而继续紧固的力已很大，因此只能往回松一点。经分析发现，一旦将螺丝往回松，就又可能造成螺牙连接存在间隙。电气设备电工技术中国电工网图 6 增加弹垫询问厂家后得知，出现这种情况时可把将军帽重新拆除，多试几次，找到合适的安装孔位。经多次试验，发现安装时每次紧固的位置其实是差不多的，紧固后基本每次都停留这个位置，个螺丝孔位还是无法对齐。最后采用一个弹簧垫加绝缘胶皮的方法。因为弹簧垫本身会提供一个反作用力加大二者直接压紧力，所以当将军帽在导电杆紧固后，即使出现螺丝孔位不对，要往回松的情况，也不会使螺牙连接存在间隙，依然很紧固。选择合适的弹簧垫后再次安装，个螺丝孔位不对齐问题已不存在，且将军帽上紧后与套管顶部平面有间隙。复装完成后相关直流电阻试验满足相关要求。结语通过这次对将军帽发热的分析及处理，对相关结构及发热原因有了更加深入的认识，今后再遇到类似缺陷，也有了相应处理方法。在此基础上，对将军帽发热的几种情况进行了汇总，具体如下。（）接触压力不足。判断方法：。处理方法：加高并在的位置增加弹性垫片；抬高铜杆且确保（铜杆上螺纹的尺寸）外漏部分全螺纹，无螺纹后不可继续抬高（为铜杆可抬高最大尺寸），可选择在位置增加平垫或螺帽等，抬高后测量（的尺寸需包含弹性垫片）。（）有效接触面积不足。判断方法：或。处理方法：更换将军帽或铜杆。（）接触面有污垢。判断方法：目测和位置应干净，无污垢。处理方法：清洁接触面。（）接触面不规则。判断方法：目测和位置螺纹应规则。处理方法：更换将军帽或铜杆。参考文献 陈泽光如何提高测量变压器直流电阻值的准确性广东省输电与变电技术，（）：油纸电容式变压器套管型式和尺寸 电力设备预防性试验规程 电力设备检修试验规程 郭清海典型变压器故障案例分析与检测北京：中国电力出版社，梁增杰，黄振荣多起变压器套管将军帽发热故障分析及处理措施机电信息，（）：黄晓峰变压器套管将军帽过缺陷典型特征分析电工电气，（）：，（上接第 页）电缆，所以铝合金电力电缆只能用于消防要求不高的舰船舱室。相同载流量下，铝合金电缆比铜芯电缆的外径大；舰船舱室敷设的电缆均需穿过管道和设备填料函，因此管道和填料函的尺寸均需加大，工程费用有所增加。铝合金电缆在与铜缆连接时需专用的铜铝过渡端子，压接端子头工具由厂家专门配套，维护时间较长，不利于舰员日常维护保养。由于机械强度问题，在截面 以下时不应选用铝合金电缆。结语目前，相关标准都没有关于舰船用铝合金电缆的规定，需发布相关标准或规范，规定材料、结构、尺寸和试验要求，这样就会使舰船用铝合金电缆进一步规范化。参考文献 舰船用低烟电缆和软线通用规范 舰船用电线电缆通用规范 ：，住宅建筑电气设计规范 电力工程电缆设计标准 电缆导体用铝合金线电工技术电气设备