玻璃钢套管故障案例分析
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2024-09-26
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原创：国网公司 一起玻璃钢电容式变压器
套管烧毁故障检测与分析
摘要：高压套管系变压器的核心部件，其内部绝缘材料的材质与工艺的好坏决定了电场分布和
绝缘强度。高压套管内部发生放电到一定程度后其主绝缘击穿，使变压器发生短路并在其内部
产生大量的 H2、C2H2、等气体。通过压器油色谱、绝缘电阻、电容量和短路阻抗等试验数据
可较为准确地分析和判断内部绝缘损坏的程度，为变压器的吊罩检修提供参考。本文介绍了变
压器短路后电气试验过程，高压套管吊起检查情况，以及高压套管烧毁原因分析，并提出了高
压套管防烧毁的预防措施。
0引言
变压器套管是变压器的重要组件之一。目前，变压器套管主绝缘的好坏主要通过测量绝缘电阻
和介质损耗来判断，套管串联的电容屏有无击穿通过电容量来判断。正常运行时要求高压套管
内部电场强度分布均匀，其主绝缘必须具有足够的绝缘强度。变压器套管主绝缘一旦质量出现
问题，就会被击穿，从而危及变压器的安全运行。
近年来，随着技术发展和装备工艺提升，电力系统中的变压器越来越多采用玻璃钢电容式套
管，因此确保这种新型套管安全稳定运行具有极高的工业应用意义。针对这种新型变压器套管
的故障分析，未见相关报道。
本文以玻璃钢电容式变压器套管为研究对象，分析了一起玻璃钢电容式变压器套管烧毁原因，
并提出了这种新型变压器套管防烧毁的预防措施。
1故障描述
某220kV 变电站容量 180MVA 主变的主保护发生动作。集控室“主变差动保护动作”、“主变
重瓦斯保护动作”和“主变轻瓦斯保护报警”光字牌亮，主变三侧断路器动作跳闸，压力释放阀
动作。主变本体轻、重瓦斯动作故障录波波形图如图 1所示。通过保护波形，初步判断变压
器高压侧 C相内部绝缘发生了短路。
图1主变动作故障录波图
该220 kV 变电站只有一台主变运行，由两条 220 kV 线路供电。故障时，该主变有载分接开
关在 4分接位置运行。主变压器铭牌值如表 1所示。该主变 220kV 高压套管 C相铭牌值如表
2所示。
2故障检测分析及预防措施
2.1 现场检查
对该主变本体外观进行检查，其外表面有大量油污，变压器高压套管与中压套管外观无异常。
检查该主变高压套管 C相末屏时，发现末屏已经烧黑，存在放电痕迹。如图 2所示。
图2高压侧 C相末屏放电痕迹
2.2 油化成分检测与分析
试验人员取主变本体油样及重瓦斯气体继电器气样，并对其进行色谱分析，结果如表 3所
示。
表3油中溶解气体色谱分析特征气体含量
根据《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（DL/T 722-2014），运行设备的油中 H2与烃
类气体含量超过下列任一值时应引起注意：总烃﹥150μL/L；H2150μL/L﹥ ；C2H2﹥
5μL/L。假如变压器特征气体超标，三比值法为102 时，变压器内部存在电弧放电。
由表 3可以看出：一是 C2H2约占总烃的34.7%，说明内部发生了放电故障；二是CH4和
C2H4含量较高，说明内部存在过热性故障；三是 CO 和CO2含量有一定程度的增长，说明内
部固体纸质绝缘受到一定损坏。因此，结合此次故障编码 102，判断为电弧放电，即变压器
内部有放电或短路故障。[7]
2.3 电气试验检测与分析
对该主变进行高压电气试验，试验条件为：环境温度21℃，变压器上层油温25℃，环境相
对湿度70%。试验项目包括绝缘试验、绕组连同套管介质损耗及电容量测试、绕组直流电阻
测试、低电压短路阻抗测试。做介质损耗和电容量测试试验时，高压绕组加不上电压，说明高
压绕组可能出现贯穿性接地。
测试结果显示，高、中、低压绕组直流电阻正常，中压对低压短路阻抗数据正常，而绝缘试
验、绕组连同套管介质损耗、高压对中压短路阻抗异常（加不上电压）。试验数据如表 5-表
7所示。
表5和表 7显示，高压侧对中、低压及地的绝缘电阻为 0，说明高压绕组或高压套管的绝缘被
击穿。由表 6看出，高压绕组C相末屏绝缘电阻为零，而其他部位正常，基本上可以判断高
压套管 C相下部靠末屏处绝缘击穿。
2.4套管吊出检查
吊出 1#变压器 C相高压套管发现：一是该套管下瓷套被巨大的油压力冲开，其内部玻璃钢纤
摘要：
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原创：国网公司一起玻璃钢电容式变压器套管烧毁故障检测与分析摘要：高压套管系变压器的核心部件，其内部绝缘材料的材质与工艺的好坏决定了电场分布和绝缘强度。高压套管内部发生放电到一定程度后其主绝缘击穿，使变压器发生短路并在其内部产生大量的H2、C2H2、等气体。通过压器油色谱、绝缘电阻、电容量和短路阻抗等试验数据可较为准确地分析和判断内部绝缘损坏的程度，为变压器的吊罩检修提供参考。本文介绍了变压器短路后电气试验过程，高压套管吊起检查情况，以及高压套管烧毁原因分析，并提出了高压套管防烧毁的预防措施。0 引言变压器套管是变压器的重要组件之一。目前，变压器套管主绝缘的好坏主要通过测量绝缘电阻和介质损耗来判...
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