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摘要:本文主要针对变压器套管安装的质量问题及处理措施展开了分析，对套管的安装作了说明，并系统分析了穿缆式套管安装过程中的质量问题及处理措施，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词:变压器；套管；质量问题；处理措施
0引言
套管作为变压器绕组连接电力系统的纽带，对于变压器的正常稳定运行有着极大的帮助。因此，我们需要认真做好变压器的套管安装工作，并对存在的质量问题进行分析，采取有效的措施做好处理。基于此，本文就变压器套管安装的质量问题及处理措施进行了分析，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1套管的安装
套管安装的流程一般为:水平起吊距地面一定距离后，调整套管起吊方式和角度，安装过程中，要有一名安装人员在升高座处严密监视套管的就位情况，保证套管与升高座周边的距离适当，防止碰坏套管瓷件，并调整套管下端与绕组引线的配合关系，对穿缆式套管还要进到油箱内进行观察，确保引线应力锥进入套管均压球，待套管就位后，方可安装引线。其中比较典型的就是高压套管的安装，如图1所示。
图1套管安装示意图
目前在变压器设备中应用较为广泛的是油纸电容式套管，作为主变压器用的套管按照接导电结构的不同，可分为两种常用类型，一种为穿缆式结构；一种为导杆式结构。高压油纸电容式套管过去一般采用穿缆式。但目前在高电压等级变压器上导电杆式套管使用情况也较为普遍。穿缆式套管与导电杆式套管安装区别主要在于引线部分的安装。
穿缆式套管中心为一个空心管，不起引流作用，中心的引线电缆起引流作用。安装时，绕组的引线电缆从空心杆引出套管顶部，通过螺栓固定的方式与套管顶部连接，进而引到油箱外部，这种套管优点在于安装方便。缺点是由于套管中部为中空，套管顶部如果密封不良，容易引发进水隐患。穿缆式套管下部引线结构如图2所示。
图2穿缆式套管下部引线结构图
导杆式套管中心为一根导电杆，起到了引流作用，变压器绕组引线电缆直接接到套管导电杆连接位置即可，其优点是密封较好，不易发生密封不严进水故障。导杆式套管下部引线结构如图3所示。
图3导电杆式套管下部引线结构图
2穿缆式套管安装过程中的常见质量问题及处理措施
2.1穿缆引线分流
安装人员在进行引线安装作业时，由于引线较长或操作经验等原因，容易出现高压套管的出线电缆与套管内的铜管相碰的问题。如果引线上半叠绕白布带脱落及引线绝缘层损伤，在变压器运行中此处有可能发生局部放电，严重时，导致裸铜引线直接与铜管内部或均压球接触，由此产生的引线分流和环流，可能会造成电缆铜线烧断、烧伤，进而引发严重故障。
某变电站主变在运行过程中发现色谱异常，且C2H2含量逐天增长。主变在停电检修时，发现引出电缆与套管导电杆铜壁接触。变压器运行过程中，引出电缆绝缘层与导杆铜壁摩擦，造成绝缘层破损，进而电缆与导电杆接触。夏季大负荷季节，接触点附近由于存在一定的接触电阻，在环流电流和分流电流作用下，过大的电流使得接触点高温过热，导致引线烧伤，附近白纱带碳化，油中总烃超标。
在产品制造阶段，应注意套管穿缆引线绝缘包扎质量，并科学设计穿缆引线的长度，有条件时在工厂进行试装，避免引线过长或过短的情况出现。在现场安装阶段，特别注意引出线电缆不要与穿缆式套管的铜壁接触。
2.2顶部密封不良
主变本体可以通过穿缆式套管中心导杆与套管顶部相通，如果顶部密封处理不到位，在受到变压器引线摆动等外力作用时极易发生松动，进而造成变压器本体密封不严，当套管顶部失去密封后，套管内导电铜管的上部会形成一个空气室，其上部通过胶垫和螺纹等的缝隙与大气相通，底部通过变压器油与变压器本体相通。该空气室的体积大小会随主变本体油位的升降而变化，其体积变化以及内外温差会产生内外压差。一般情况下，当变压器负荷、油位及环境温度变化时，空气中水分会由于该空气室的呼吸作用进入变压器内部。高温天气期间如发生降雨，积存在套管顶部的雨水极易受套管内部负压作用吸入变压器内部，而大风摆动引线还会加剧套管顶部的密封破坏情况，导致更多的水进入变压器内部，最终诱发变压器故障。
某变电站主变在雷雨天气后发生绕组匝间短路故障。经检查，A相套管将军帽与法兰盘连接处明显较B、C两相锈蚀严重，其中A相松动较严重。变压器故障起因于变压器箱体进水，导致变压器A相绕组或调压绕组匝间和饼间绝缘强度下降，最终绝缘击穿形成短路。进水位置在A相套管顶部，由于顶部结构不合理，密封不严，套管导电管内部空腔的呼吸效应引发进水。其内部进水情况及引线锈蚀情况如图4、图5所示。
在套管顶部密封部分，采取有效措施防止套管顶部螺栓松动，避免密封不严情况发生。运行单位应特别注意套管顶部的密封，可采取双螺栓结构防止套管密封不严。为方便套管运行后进行密封检查，也可采取做标记的方式记录套管螺栓密封的位置。
2.3引线头接触不良
套管穿缆线头与引线接头焊接不良，以及穿缆引线与导电头(将军帽)连接螺母配合不当等接触不良质量问题，如果在变压器运行中发生短路冲击、过电压等情况时，短时冲击应力可能造成质量问题部位松动。同样，在变压器检修试验工作中对套管引线进行拆解时，很可能使端部质量问题处发生松动。在变压器重新投入运行后，松动情况会随着运行振动进而扩大，接触电阻增大，有可能发生局部高温过热，严重时会造成松动部位烧蚀，诱发更严重故障。
某公司变电站主变进行例行红外热像检测时，发现中压侧A相套管将军帽附近从不同角度测试最高温度均在150℃以上，热像特征是以套管导电杆将军帽处为中心的热像，热点明显；故障特征为接触不良(见图6)。经解体发现，导电杆与软导线过渡连接较短、焊接处存在虚焊现象，从而导致导电杆与软导线接触面较少(见图7)，接触不良，造成套管接头过热。
在产品制造阶段，特别注意引线焊接工序中要保证足够的插入深度、填料饱满，在焊接过程中保证充足融化时间。安装单位进行套管端部安装过程应保证清洁度，防止微小杂质进入引线与将军帽连接螺母中出现接触不良情况。在运行中，过热性故障可通过测量导电回路电阻和红外测温及时检出。
2.4引线绝缘损伤
由于变压器绕组端部引线制作过程中可能存在包绝缘厚度不足的情况，而绕组端部出线部位场强又较为集中，因此在绕组绝缘厚度不能达到工艺要求的情况下，引线绝缘薄弱处会对周围空间的地电位发生放电。在拆除套管进行吊检或运输时，个别操作人员在临时放置引线时让其自然下垂，在应力锥处可能出现绝缘层崩裂的情况，引发绝缘损伤；另外，操作人员在对穿缆引线提拉过程中导电管尾部末倒角而损伤引线等等都可以造成引线局部绝缘损伤。此类绝缘损伤会在变压器运行过程中诱发严重事故。
某变电站主变返厂大修，到现场安装完毕后，在进行投运前的局部放电试验时，检测到B相中压侧局部放电超标。利用脉冲电流法对其进行测量，经过现场反复验证、排除各种干扰，并保持该1.3Um/错误！未找到引用源。试验电压下对B相中压套管末屏处测量的局部放电信号进行监测，根据传递比，判断B相放电部位位于中压侧。局部放电图谱如图8所示。
图8B相中压局部放电图谱
检修人员拆除套管后发现绕组引出线部位有绝缘破损情况(如图9所示)。变压器在进行中压侧B相引线安装过程中，由于安装工艺控制不严，提拉引线时用力过大，引线碰撞套管升高座，造成引线绝缘破损，此处在局部放电试验的高电压下，出现放电异常质量问题。在对其损伤部位进行重新包裹绝缘后，进行局部放电试验，试验顺利通过。可以确定此处质量问题是造成此次故障的原因。
图9绕组出线绝缘破损
生产人员在进行引线绝缘包扎时，应保证缠绕绝缘厚度满足技术要求，同时要防止出现皱纹纸在缠绕完成后纸头松散情况。安装人员要注意防止损伤引线绝缘。
3导杆式套管安装过程中的常见质量问题及处理措施
3.1均压球等电位连线安装不到位
目前使用导电杆式套管的主变电压等级均较高，而绕组出线与套管连接处场强较为集中，是局部放电的多发部位。为使导电杆下部与绕组引线连接部位电场分布较为均匀，变压器制造厂在设计中便将绕组出线与均压球通过等电位连线连接起来，改善电场分布。但在安装过程中，由于安装人员的疏忽或安装不当，导致等电位连线断裂或未安装到位的情况时有发生，造成均压球悬浮放电，引起严重故障。
某变电站主变安装完成后，在进行交接试验过程中发现主变A相局部放电超标，局部放电量值达到上万皮库，起始放电电压约为0.8Um/错误！未找到引用源。。
试验人员利用紫外成像仪监测现场电晕干扰，排除干扰后，放电依旧存在，放电量值变化不大。可以发现其起始放电电压明显高于熄灭电压，从图形可以看出随着电压升高，其放电波形逐渐变密。利用三比值法判断为电弧放电。
综合脉冲电流法局部放电试验波形和油色谱试验结果，判断其存在悬浮放电情况，且鉴于放电量值较大，初步分析其位于电场较为集中区域，重点考虑在绕组出线部位。
变压器吊罩检查发现，高压绕组引线与套管连接处均压球等电位连线断裂。该导线安装时变压器内部引线接引工作应与变压器上部套管法兰固定工作配合进行，但本次高压套管一次引线及等电位线安装完毕后内部接线人员就将均压球固定到位，由于套管法兰盘螺栓孔未对齐，施工人员指挥吊车再次对套管进行提拉动作，导致等电位线受力断裂。同时由于均压球已经安装到位，安装人员不能直接观察到等电位连线情况导致等电位线断裂情况未被及时发现。将此处等电位连线更换完成后，变压器顺利通过局部放电试验。
为防止导电杆连线断裂故障的发生，在现场安装导杆式套管，安装人员必须熟悉并遵守制造厂的相关技术要求、工艺规定；安装单位在套管下部等电位连接线安装完毕后，要设置专人进行复查，确保安装到位。如需再次吊起套管时，必须将连线拆开。
3.2引线载流部分接触不良
此类故障主要表现在变压器套管导电杆与绕组引线的连接方式设计不合理，在主变投入运行后，由于安装接触不良、变压器运行产生的机械振动等原因，连接处容易出现松动，接触电阻增大，造成变压器油过热裂解，产生故障气体，一般情况下乙烷增长明显，进而引发严重过热故障。
为防止引线连接不良故障的发生，安装人员在安装过程中要制定确保连接紧固的相关措施；安装完毕后要委派专门人员进行复查，确保连接紧固。在运行维护阶段，运行人员可结合测量导电回路电阻、红外测温对此类故障有效检出。
4结束语
综上所述，套管的安装对于变压器的稳定运行安装有着重要的作用，因此，我们需要对套管安装过程中存在的质量问题及时做好分析，并采取有效的措施做好处理，以确保套管的安装质量，从而为变压器的工作带来帮助。
参考文献
[1]温红旗、王荣亮、房克荣.变压器套管末屏接地型式中存在的问题及解决方法[J].天津电力技术.2014（51）.
[2]曹康、朱泳、王森林.变压器套管缺陷分析及防范措施[J].河北电力技术.2009（02）.