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变压器油纸电容式套管介损试验及分析摘要：介绍了500kV主变220kV中压侧三只油纸电容式套管主绝缘的介损试验，分析了其介损测量值一个远小于交接值、一个为负值的异常现象。
分析表明：套管主绝缘介损测量值远小于真实值的原因是由于瓷套表面潮湿、污秽严重带来的杂散电容干扰所致。
关键词：油纸电容式套管；介损；杂散电容；污秽；干扰油纸电容式套管由电容分压原理卷制而成，用引线接头将变压器绕组引至外部和接入电网，由高压电缆纸和导电铝箔组成的电容芯子作为内部绝缘结构，瓷套作为外部绝缘，中间注入合格的变压器油以起到绝缘和散热作用，接地套管用于末屏接地。
其主绝缘是电容芯子，它是在套管的中心导管外包绕铝箔作为电容屏、油浸电缆纸作为屏间介质组成的串联同轴圆柱电容器，一端与中心导管相连，另一端由连接法兰的末屏接地套管测量端子引出。
通常所说的套管tanδ为套管主电容上的介损测量值，而不是末屏对地电容的tanδ。
在测量变压器套管tanδ时，与被试套管相连的所有绕组端连在一起加压，其余绕组端均接地，末屏接电桥，正接线测量。
用正接法测量套管主绝缘tanδ的接线方法如图1所示。
图1 套管主绝缘介损测量的接线方法1.套管介损试验结果2012年7月，广东省电力公司检修公司变电检修中心对所属某500kV主变220kV中压侧油纸电容式套管进行首检例行试验时，出现了套管介损测量值为负值的异常现象。
该500kV主变220kV中压侧油纸电容式套管用正接法及10kV测量电压测得的三相介损例行试验结果如表1所示。
从表1可以看出，中压侧三相套管的电容实测值均为合格。
但C相套管介损测量值为负值，这个测量值显然是异常的。
B相套管介损测量值虽然不是负值，但只有0.06%，远远小于交接试验值的0.19%，说明B相套管的介损测量值与介损实际值之间也有可能出现了极大的误差。
介损测量值为负值的原因可能有[4-9]：电桥标准电容器CN有损耗；电场干扰；空间构架（杂物、墙壁梯子等）构成空间干扰网络；套管法兰与地接触不良；瓷套表面潮湿、污秽严重。
浅谈如何提高油浸纸电容式套管介质损耗试验的准确性摘要：油浸纸电容式套管主要用于变压器、电抗器等电气设备高压引线对金属外壳的绝缘与机械支撑。
套管一旦发生故障极易造成重大电网事故，为了保护电网的安全运行必须对套管进行一些必要的预防性试验。
油浸纸电容式套管介质损耗试验在施工现场中受多方面因素影响，使试验人员对试验结果造成误判断。
本文从油浸纸电容式套管结构、介质损耗测量原理、试验接线方法、环境因数等，分析在施工现场进行介质损耗试验的影响因素及如何提高测量的准确性。
关键词：电气试验；油浸纸电容式套管；介质损耗测量介质损耗因数tanδ（以下简称tanδ）测量是最常规也是最重要的一项试验。
通过测量tanδ可以发现设备存在的缺陷，如绝缘受潮、老化、严重放电等。
现场进行tanδ测试受多方面影响，因此如何提高tanδ测试的准确性，能够及时有效的发现套管中存在某些缺陷，对保障设备乃至系统的安全运行具有十分重要的意义。
1、什么是介质损耗及介质损耗正切值介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。
在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角δ称为介质损耗正切值tanδ。
2、tanδ测试原理Tanδ的测量最常用的是高压交流平衡电桥，俗称西林电桥。
近些年，一种新型的全自动抗干扰的介质损耗测试仪得到广泛应用，该仪器携带方便，在现场测试能消除强电场的干扰对测量结果的影响，强电场干扰下测试数据也相当稳定。
下面对两种电桥做简单介绍。
2.1 西林电桥工作原理：根据西林电桥原理图（图2.1），调节R3、C4使电桥平衡，此时ab两点电压相等，即R3、C4两端电压相等。
通过相关计算可以得出：tanδ=ωR4C4,由于R4是固定的，所以从C4刻度盘上可以读出tanδ.图2.2-1 正接法3、套管tanδ测量：套管由导杆、电容芯子、瓷套、末屏（试验抽头）、法兰等组成。
高压套管是变压器的重要组件之一，它起着将绕组引出线引出油箱，并连接到电网的作用，直接制约变压器运行可靠性。
如果不能及时发现其内部故障或维护不当，极易发生绝缘损坏甚至击穿爆炸事故。
而油色谱检测通过分析油中溶解气体的组分和含量，能灵敏地分析出充油电气设备存在的潜伏性故障，判断其发展趋势及危害程度。
因此，应通过套管油样的定期检测分析，判断套管内部有无潜伏性故障，进而保证套管及主设备的安全运行。
1 故障情况某220kV 变电站于2007 年10 月31 日投入运行，2009 年3 月14 日，该变电站3 号主变进行停电预防性试验，发现其高压C 相套管油色谱数据异常，总烃、氢气及乙炔含量均严重超标。
该套管为某公司2006 年11 月出厂的BRL1W1-252/630-4 型产品。
利用改良三比值法编码规则，得出此次故障的编码为2 0 2，初步判断故障为该套管内部存在电弧放电故障，估计是由于该套管内部存在不同电位的不良连接点间的连续火花放电所引起的。
该套管主绝缘的介质损耗角正切值tanδ和电容量未发现异常，末屏绝缘电阻满足标准要求，表明该套管主绝缘没有受到严重破坏。
2 解体检查情况为了查明该220kV 变电站3 号主变高压C 相套管的故障原因，将该套管进行了解体检查。
首先拆除该套管末屏接地装置，发现末屏接地装置的顶针与电容芯子末屏裸露部分的接触处已移动到末屏裸露部分的边缘，且顶针与电容芯子末屏接触处有明显放电烧蚀痕迹，为了查找该套管末屏接地装置的顶针与电容芯子末屏裸露处产生移位的原因，对该套管做了进一步解体检查，松开中心导管两端的螺母，将电容芯子取出，发现该套管整个电容芯子沿中心导管整体下移23mm。
为了查找该套管电容芯子整体下移的原因，将电容芯子从中心导管上拆除，发现电容芯子最里层电缆纸与中心导管之间漏涂专用粘接剂(套管生产厂家的工艺要求：为了防止电容芯子整体下移，电容芯子最里层电缆纸与中心导管之间应涂专用粘接剂)，且该套管电容芯子卷制得不够紧密，卷制同心度不满足工艺要求，导致电容芯子端部切削整形后外部成波浪形，部分电缆纸两端均无连接，镶嵌于电容芯子内部，使电容芯子整体绕紧力下降。
本文主要对油纸电容型套管日常维护、试验和检测方法进行讨论，分别从预防性试验技术、专业巡检技术和在线监测技术三方面方面介绍了停电试验、检查内容及注意问题，专业巡检的重点部位和项目，以及在线监测技术的应用和建议。
一、前言近年来，电力变压器高压套管的故障时有发生，电力单位高度重视套管的运行情况，制定各项反事故措施，保证套管的安全运行。
笔者结合多年来的现场实际工作经验，谈谈套管的现场试验监测技术。
二、油纸电容型套管的结构原理110kV及以上的电力变压器高压套管多数为油纸电容型套管，它依靠电容芯子来改善电场分布电容芯子由多层绝缘纸构成，在层间按设计要求得位置上夹有铝箔，组成了一串同轴圆柱形电容器，以绝缘纸浸以矿物油为绝缘。
如图1所示。
三、预防性试验技术油纸电容型套管的预防性试验是对套管进行定期停电试验和检查，主要是主绝缘试验和末屏试验，以及其他部位的检查。
（一）主绝缘试验。
主绝缘介损测量用正接法。
介损值的增加，很有可能是套管本身劣化、受潮都会引起。
而介损值异常变小或负值，可能是套管底座法兰接地不良、套管表面脏污受潮、末屏受潮等形成“T”形网络干扰引起，也有可能是介损仪标准电容器受潮等引起。
电容量的增加可能是由于设备密封不良，进水受潮，也有可能是套管内部游离放电，烧坏部分绝缘层的绝缘，导致电极间短路。
而电容量的减少，可能是套管漏油引起，内部进入了部分空气。
（二）末屏试验。
测量绝缘电阻，小于1000MΩ时，应测量末屏对地tgδ，其值不大于2%。
末屏介损测量用屏蔽反接法。
末屏的绝缘情况反映外层绝缘水平，外层绝缘受潮，将导致主绝缘逐渐受潮。
（三）将军帽的密封性以及与导电杆的接触情况检查。
将军帽外面密封圈密封不良时，潮湿的空气进入将军帽里面空腔，使将军帽与导电芯杆连接的内螺纹氧化，导致将军帽与导电芯杆接触接触不良，容易造成套管将军帽运行中异常发热。
有些设计不合理的防雨罩，因与导电芯固定销接触不良处于“悬浮电位”，对瓷套产生高频放电，引起主绝缘介损测试值异常变大。
变压器的套管介损试验
实际上是指变压器电容型套管的主绝缘及电容型套管对地末屏tanδ与电容量的测量。
tanδ测量值：
1)20℃时的tanδ(%)值应不大于下表中数值：见附表。
2) 电容型套管的电容值与出厂值或上一次试验值的差别超出±5％时，应查明原因。
3) 当电容型套管末屏对地绝缘电阻小于1000MΩ时，应测量末屏对地tanδ，其值不大于2%。
测量接线方法及注意事项：
⑴电桥正接线测量。
测量变压器套管tanδ时，与被试套管相连的所有绕组端子连在一起加压，其余绕组端子均接地，末屏接电桥，正接线测量。
⑵油纸电容型套管的tanδ一般不进行温度换算，当tanδ与出厂值或上一次试验值比较有明显增长或接近左表数值时，应综合分析tanδ与温度、电压的关系。
当tanδ随温度增加明显增大或试验电压由10kV升到Um/ 时，tanδ增量超过±0.3％，不应继续运行。
⑶测量时记录环境温度及变压器顶层油温。
⑷只测量有末屏引出的套管tanδ和电容值。
⑸封闭式电缆出线或GIS出线的变压器，电缆、GIS侧套管从中性点加压，非被试侧短路接地。
主绝缘及电容型套管末屏对地绝缘电阻：
1)主绝缘的绝缘电阻值一般不应低于下列数值：
110kV及以上：10000MΩ
35kV：5000MΩ；
2)末屏对地的绝缘电阻不应低于1000MΩ。
