1、2023 1期油纸电容式穿墙套管末屏放电故障检查处理郑云海，魏自强，黄进德（泉州供电公司，福建 泉州 ）摘要：阐述了油纸电容式穿墙套管的作用及分类，并介绍了结构及试验方法。根据一起 电容式穿墙套管末屏放电的案例，介绍了现场检查处理的过程及通过试验对电容式穿墙套管的绝缘情况进行分析判断的方法。为避免类似问题，还提出了改进和注意事项。关键词：穿墙套管；末屏放电；故障诊断中图分类号：，（，）：，：；收稿日期：作者简介：郑云海（），高级工程师，高级技师，从事高压试验工作。引言油纸电容式穿墙套管主要用于引导电气设备高压导线穿过建筑物的墙体，作为导电载流和高压对地墙板的绝缘及机械固定用。油纸电容式穿墙套管
2、分为立式安装和卧式安装，主要由瓷套、电容芯子、联接套筒等零部件组成。电容芯子套管是在套管的中心铜管外包绕以铝箔为极板、以油浸电缆纸为极间介质组成的串联同心圆体电容器。电容器的一端为中心导管，另一端通过联接套筒上的测量端子引出。在串联电容器的作用下，套管的径向和轴向电场分布均匀。瓷套作为套管的外绝缘和储油的容器，使其内部绝缘不受外界大气的浸蚀作用。油纸电容式穿墙套管的绝缘状况对于电网的安全可靠运行至关重要，而介质损耗因数角正切值 和电容量的测量是判断套管绝缘性能的一个重要试验项目。由于套管体积较小，电容量一般也就几百，因此测量套管 值可较为灵敏地反映出其绝缘劣化、受潮、电容层间短路、漏油及其他局
3、部缺陷。油纸电容式穿墙套管结构及试验方法油纸电容式穿墙套管结构如图所示，以变压器油浸渍的电缆纸和金属均压板组成的多层圆柱形电容器（以下简称电容芯子）作为主绝缘，瓷套作为外绝缘及变压器油的容器。套管为全密封结构，使其中的变压器油绝对不受大气的影响。其整体连接采用强力弹簧机械紧固的方法，以保证密封，并补偿由于温度变化引起的套管各部件长度的变化。套管以其导电管载流，两端分别设有接线板，以便和高压线相连接。图 1 油纸电容式穿墙套管结构图套管的户外端有一小瓷套，从电容芯子最外层电极引出一抽头（套管末屏），用以测量套管的 及电容量。在进行介质损耗试验时，不仅需测量导电杆对末屏的介损，必要时还需进行末屏对
4、地的介损试验。油纸电容式穿墙套管主绝缘的介损及电容量测试的接线如图所示。电气设备电工技术中国电工网图 2 穿墙套管介损试验接线图实践证明，在套管运行初期，潮气和水分总是先进入电容层最外层，测量末屏对地的介损对反映套管初期进水受潮是十分灵敏的。为此，电气试验相关规程规定，电容型高压套管介质损耗因数 需满足表所示要求；而当末屏对地绝缘电阻小于 时，需测量末屏对地的 ，其值不应大于。表电容型套管 时 规程注意值试验电压 （）故障的发现某 变电主变 侧穿墙套管型号为 （），额定电流为 ，额定 电 压 为 ，生产日期为 年月，为油纸绝缘卧式电容型结构。年月 日，运维人员在巡视时发现该组穿墙套管相根部法兰
5、位置持续有火花，并明显有放电声。相穿墙套管放电位置如图所示。因该位置放电明显，说明该穿墙套管存在缺陷，随时会危及设备的安全运行，故运维人员紧急申请停电，检修中心立即组织人员进行检查处理。图 3 C 相穿墙套管放电位置停电后，检修人员对该穿墙套管进行检查，发现放电位置为穿墙套管电容末屏接地。该穿墙套管电容末屏通过小瓷套引出，由一条外置的引出线接地。检查后发现 相的末屏接地线已完全断线，如图所示。故障分析及处理经过检修人员对相穿墙套管进行试验，穿墙套管主绝缘电阻 为 ，合 格。末 屏 对 地 绝 缘 电 阻 只 有 ，远低于 的规程标准。相套管一次对末屏图 4 C 相穿墙套管电容末屏接地线断线的介
6、损为 ，已接近的规程标准，且远大于上次测试值（上次试验日期为 年月日，介损测试值为 ）。末屏对地的介损测试值为 ，明显偏大。试验数据见表、表。表 相穿墙套管绝缘电阻测试位置绝缘电阻 末 末屏 表 相穿墙套管介损及电容量接线方式试验电压 （）（）末屏 末屏 由电容式穿墙套管结构可知，套管以变压器油浸渍的电缆纸和金属均压板组成的多层圆柱形电容作为主绝缘，其最外层一张铝箔通过小套管引出，供测量套管的介损和电容量，运行中接地。如果不接地，那么末屏对地形成一个电容，将在末屏与地之间分布很高的悬浮电压，造成末屏对地放电。该相穿墙套管末屏接地断线，造成末屏持续对地放电，放电产生的高能量导致套管末屏小瓷套脏污
7、，致使其绝缘性能下降。使用纯净水对相穿墙套管末屏小瓷套表面进行反复清洗，然后烘干，再进行试验，试验数据见表、表。末屏对地绝缘电阻为 ，高于 的规程标准。相套管一次对末屏的介损为 ，末屏对地的介损测试值为 ，明显低于处理前的数据。处理后，相穿墙套管试验数据均合格。表处理后相穿墙套管绝缘电阻测试位置绝缘电阻 末 末屏 表 处理后 相穿墙套管介损及电容量接线方式试验电压 （）（）末屏 末屏 重新制作相穿墙套管末屏接地引线，并将引线锁紧，确保末屏接地良好。重新制作的末屏引线如图所（下转第 页）电工技术电气设备2023 1期图 2 TCS-900 系统结构图TCS-900测试工具软件工程师站1.组态软件
8、2.系统诊断软件3.SOE 软件Scnet IV/Modbus-TCP(正常作业)网络通信模块(正常作业)安全控制器(测试)安全控制器SafeECI-BUS安全输出模块现场设备ABC逻辑试验单独进行，严格按照试验用例模板制定检测内容。在制定组态工程时要充分考虑组态的可验证性，对需测试的输入输出信号增加旁路开关，为在线精度试验和逻辑试验提供基础条件。系统应用根据提出的 系统检测试验分析和对 系统进行优化设计，使测试检验摆脱现有的依赖人工操作的状态，向 系统的自动化检测又前进了一小步。本文设计的试验工具和硬件平台也将在工程出厂验收测试（）、核电定期试验和点检运维中推广，提供了一种安全、高效的试验平
9、台。结语本文系统地分析了 系统安全生命周期中所需进行的主要试验，根据当前 系统的检测试验方面的不足进行设计开发。从试验工具软件、试验硬件平台两个方面进行优化设计，为试验规程制定提供了部分思路，降低了检测试验中的风险，提高了试验效率和规范化，促进了工业现场的安全生产。参考文献 李胜利，吴强，仇广金安全仪表系统测试维护的设计探讨 石油化工自动化，（）：刘齐忠，林融石油化工安全仪表系统的设计及实施探讨 石油化工自动化，（）：张 艾 森 解 读 石 油 化 工 自 动 化，（）：陈涛，杨振国，王泽欢中控 安全仪表系统在一氯甲烷罐区 的 应 用 仪器仪表标准化与计 量，（）：，张亮亮，张瑜，周粲，等核电
10、厂安全级 试验方案研究核动力工程，（）：张谊，刘官荣，黄鹏，等核电厂安全级 平台信息安全脆弱性分析仪器仪表用户，（）：，（上接第 页）示。送电后该组穿墙套管运行正常，无异常放电。图 5 重新制作的 C 相末屏引线 结语这起案例是一起因电容式穿墙套管末屏接地引线断线造成末屏放电的案例。所幸该末屏放电被及时发现，放电时间不长。如果没有及时发现、及时处理，持续的末屏放电就会造成末屏烧毁，故障进一步发展后会造成设备损坏。为避免类似问题，今后需改进和注意以下事项。（）油纸电容式穿墙套管的末屏在进行停电例行试验时应重点检查，对末屏的接地情况应特别关注。（）在高压试验完毕后，必须及时恢复末屏接地装置，应对末屏接地的恢复情况进行检查，确保末屏接地良好。试验中如有异常要及时进行处理。（）对试验数据的分析要严谨，除了要比对试验标准，还应进行横向及纵向分析，与其他相数据应无明显差异，与历史数据相比应无明显变化。一旦发现数据稍有变化就要注意监视。参考文献 李克 穿墙套管末屏烧损的原因分析及故障处理电力设备，（）：孔丽 穿墙套管放电原因分析及消除措施 山西电力，（）：周榆晓，刘璐，刘旸，等 穿墙套管故障分析及解决措施东北电力技术，（）：程勇，刘珍，徐涵璐，等电容型穿墙套管介质损耗因数负值问题研究 机电信息，（）：输变电设备状态检修试验规程电气设备电工技术
