某项目 500kV产品内部悬浮放电问题分析及处理案例

某项目 500kV产品内部悬浮放电问题分析及处理案例

钱成志

特变电工股份有限公司新疆变压器厂 新疆昌吉 831100

摘要：通过变压器油色谱分析及现场检查验证结果，对一起变压器高压线圈压钉盖碗悬浮放电事故进行了分析、判断和处理，对产品后期结构配置和安装质量控制提出了供参考的改进和控制建议。

关键词：变压器；油色谱；悬浮放电；控制措施

1 引言

对于电压等级为500kV等级以上的产品，线圈体积较大，线圈上部轴向方向均采用压钉保证线圈的轴向受力程度，压钉与线圈之间采用金属盖碗加垫，保证压紧强度避免摩擦损伤。如压钉与盖碗间存在松动，则会造成悬浮电位，严重时危害变压器的安全运行，本文阐述了悬浮放电的位置排查和处理的过程，并就此类问题的控制提出一些改进措施。

2 故障检查分析处理过程

（1）故障描述

某国外项目一台ODFPSZ-26700/500变压器，产品运行10个月后，油中检测出乙炔，并有增长趋势，跟踪测试记录如下：

（2）原因分析

按照油色谱测试结果三比值编码为2，1，0型，属于电弧放电或火花型放电，投电前后的CO1、CO2未明显增长，故障不涉及固体绝缘部分。分析放电有以下几种可能：

1）开关油室有载分接开关与本体存在互通情况，造成本体油的污染；

2）此台产品配置六台冷却器，不排除变压器冷却器的油泵工作异常，导致经过油泵的变压器油被分解产生乙炔；

3）变压器的铁心或夹件接地不可靠，存在悬浮放电现象；

4）变压器内部地电位部件（如：磁屏蔽、压钉等部位）存在悬浮放电现象。

（3）问题排查过程

1）有载开关内渗检查：

现场对有载开关储油柜进行少量排油以人为制造油位落差，通过48小时观察，本体与有载开关储油柜油位无明显变化，可排除此方面影响。

2）冷却器工作状态排查

对六台冷却器油泵测量工作电流均在7至7.3A之间，与油泵标示工作电流相近，且同一冷却器三相电流平衡，无明显差异。对冷却器进行分组停运，每组更换运行一周，对每组冷却器运行时分别取样测试油色谱，对油色谱增长无明显变化，可排除此方面影响。

3）铁心、夹件接地排查

现场对变压器的铁心、夹件接地电流均进行了测量，接地电流均在0.01至0.02A之间，排除此方面影响。

4）现场局放定位、钻心内检

对变压器进行常规负荷下超声定位，确定在器身A柱低压侧上压板附近有明显放电超声信号，初步确认故障点。

产品停电排油，钻检发现低压侧A相的器身压钉碗内部有发黑疑似放电痕迹（下图左），该压钉下方的压钉能够在水平方向移动，说明该压钉与压钉碗在运行振动过程中的确存在离开、悬浮放电的可能，拧松压钉发现压钉碗内部存在大量放电发黑碳化油泥物（下图中），在压钉下端部与压钉碗接触部位也发现放电发黑碳化油泥物（下图右）。对器身其它部位检查，未见异常。

（4）问题处理

对故障点压钉盖碗更换，对线圈所有压钉全部再次逐一紧固，确认紧固可靠后，变压器按工艺要求重新抽真空注油，静放48小时后对变压器做局部放电量测试，测试结果符合标准要求，产品投电后进行了为期3个月的运行监测，油色谱各项指标正常。

结论：由于线圈首端部位压钉与压钉碗之间松动产生悬浮电位，持续放电造成油色谱异常，从油色谱跟踪记录看，产品投运后一个月后油色谱测试结果正常，推断产品在投运2-3个月后发生悬浮放电，产品安装后故障部位的压钉压紧力应处于临界状态，变压器投运带负荷运行一段时间后，受运行的振动影响线圈压钉螺栓慢慢松动，达到似接非接的状态，产生悬浮电位，又因压钉位置在高压线圈首端高场强集中部位，放电现象持续产生，油色谱显示油中乙炔含量持续增长，三比值法显示为电弧放电。

后期控制措施：对于线圈端部位置压钉盖碗松动产生悬浮电位的问题，虽然说产生的几率极低，但不能完全排除其可能性，需要从几个方面预防控制，一是从源头上控制，在设计阶段将压钉盖碗更换为强度满足要求的绝缘材质，从根本上解决悬浮点位的问题，二是压钉的防松动控制，应在生产环节采取有效措施确保紧固力矩和防松措施，对于各线圈压钉紧固力进行验证（使用力矩扳手），确认满足要求后采用贝母锁死、涂刷螺纹锁固剂（使用前应当验证与油不发生化学反应，不影响油色谱指标）或破坏丝扣等方式，防止其松动。三是在现场组装环节，质量人员应做好最后一道关的把控，对所有紧固件的紧固程度再次检查确认，及时发现隐患，杜绝类似问题的再次发生。