單福州，周 剛，齊振宇

(1.國網(wǎng)浙江省電力有限公司嘉善縣供電公司，浙江 嘉興 314000；2.國網(wǎng)浙江省電力有限公司嘉興供電公司，浙江 嘉興 314000)

0 引言

高壓套管主要用于電力設(shè)備進(jìn)出線和高壓電路穿越墻體等，確保相關(guān)線路的對地絕緣，是電力設(shè)備的重要組成部分。近年來，由于套管密封不良、絕緣受潮和劣化、末屏內(nèi)部接地、表面臟污及安裝工藝不良等，造成設(shè)備非計(jì)劃停電事件的數(shù)量逐年攀升。套管故障不僅會造成自身損壞，一旦發(fā)生爆炸還會波及相鄰部件及整個(gè)系統(tǒng)。因此，應(yīng)高度重視對高壓套管的維護(hù)和管理，加強(qiáng)試驗(yàn)與監(jiān)測，對于存在的隱患及時(shí)采取防范措施。

1 事件概況

調(diào)度監(jiān)控某變電站線路A相差動保護(hù)、距離I段動作，跳開A相，重合成功7 s后A相再次發(fā)生故障，差動保護(hù)與距離保護(hù)先后動作，此時(shí)重合閘充電尚未完成，跳開線路三相開關(guān)，無負(fù)荷損失。事發(fā)時(shí)，現(xiàn)場天氣狀況良好，站內(nèi)無檢修、操作相關(guān)工作。

該GIS組合電器型號ZF16-252，出廠日期為2020-10-08，于2021-03-31投運(yùn)。出線套管為252 kV GIS組合電器出線套管，采用濕法成型工藝，出廠日期2020年11月。2021-04-09開展投運(yùn)后首次帶電檢測，檢測結(jié)果無異常；4月23日開展投運(yùn)后首次SF6氣體微水、分解產(chǎn)物檢測，檢測結(jié)果無異常；6月8日，巡檢機(jī)器人紅外測溫巡視，該出線套管A相瓷瓶測溫31 ℃，無局部發(fā)熱現(xiàn)象；6月9日，巡檢機(jī)器人表計(jì)巡視，該線路閘刀G5 A相氣室SF6壓力0.422 MPa，巡視正常。

2 檢查分析與處理

2.1 設(shè)備外部檢查

現(xiàn)場檢查該線路A相出線套管，底部破裂，瓷瓶碎裂散落，套管內(nèi)部屏蔽環(huán)有焦黑痕跡，斷裂部分與套管對應(yīng)破損的瓷質(zhì)部位存在明顯的分隔帶及孔隙。核查現(xiàn)場視頻，該線路A相出線套管先發(fā)生套管破裂飛出，后出現(xiàn)火光并伴隨濃煙，2 min左右火光及濃煙漸漸消散。

6月16日晚，對該線路出線閘刀氣室開蓋檢查，發(fā)現(xiàn)套管下方殼體上有掉落的粉塵顆粒，出線套管內(nèi)部存在放電灼蝕情況；對其余部分進(jìn)行開蓋及內(nèi)窺鏡檢查均未發(fā)現(xiàn)異常。

2.2 系統(tǒng)動作信息檢查

根據(jù)保護(hù)動作行為及錄波圖形，該線路A相電流突增至 14.6 A (一次故障電流為 46.72 kA)，線路差動電流約為14.6 A，大于差動動作定值（0.2 A），差動保護(hù)動作；故障切除后約1 s重合閘動作，重合成功；重合閘成功后約7 s后，A相電流再次突增至15.26 A (一次故障電流為48.83 kA），線路保護(hù)差動保護(hù)再次動作，此時(shí)重合閘尚未充電完成，保護(hù)跳開三相開關(guān)，動作行為正確，流變保護(hù)變比為3 200/1。

2.3 解體檢查及廠內(nèi)試驗(yàn)

2.3.1 設(shè)備解體檢查

對該線路A相套管解體發(fā)現(xiàn)2次放電均位于套管內(nèi)導(dǎo)體與底部屏蔽罩上沿之間，套管斷面外側(cè)存在明顯的修補(bǔ)痕跡，尺寸為180 mm (長)×55 mm(寬)×15 (深) mm。對該變電站18支套管相關(guān)制造、出場檢測記錄進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)A相套管的外觀檢查記錄中有“對下三大傘裙桿徑修補(bǔ)”的記錄，其余未見異常。經(jīng)廠家確認(rèn)在套管燒制完成后發(fā)現(xiàn)存在裂紋，車間人員打磨后采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行了修補(bǔ)。修補(bǔ)后套管有效部分最薄處厚度僅為18 mm左右，不滿足圖紙中有效部位厚度不得低于30 mm的要求，其余部位實(shí)測平均厚度為35 mm左右。

2.3.2 廠內(nèi)試驗(yàn)

對線路B，C相套管以及廠內(nèi)隨機(jī)抽取的同型號套管開展冷熱循環(huán)、四向抗彎、例行水壓、探傷檢測、滲透性等試驗(yàn)，分別編為1號套管、2號套管、3號套管。其中1號、3號套管進(jìn)行水內(nèi)壓破壞負(fù)荷試驗(yàn)，2號套管進(jìn)行彎曲破壞負(fù)荷試驗(yàn)，結(jié)果均未見異常。同時(shí)，對該線路A相套管碎片開展了CT掃描、滲透性等試驗(yàn)，除存在異常修補(bǔ)痕跡以外，未見其它異常。試驗(yàn)項(xiàng)目及結(jié)果見表1。

表1 廠內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目及結(jié)果

2.4 故障原因分析

該線路A相套管在生產(chǎn)過程中主體出現(xiàn)裂紋，生廠家對裂紋進(jìn)行打磨、修補(bǔ)處理，其修補(bǔ)深度接近瓷壁厚度的50 %。該處理方式不符合GB/T 772—2005《高壓絕緣子瓷件技術(shù)條件》“承壓套管不允許對主體進(jìn)行修補(bǔ)”的要求，同時(shí)也不符合GB/T 23752—2009《額定電壓高于1 000 V的電器設(shè)備用承壓和非承壓空心瓷和玻璃絕緣子》中公稱壁厚30～40 mm套管的允許偏差為(-4.5 mm，+amm)，a由公式a=(x+y)/2確定，x和y分別是內(nèi)直徑d1和外直徑d2的允許偏差。

套管缺陷在運(yùn)輸、安裝及運(yùn)行過程中逐步發(fā)展，導(dǎo)致套管破裂、漏氣，并造成絕緣水平下降，最終引發(fā)放電閃絡(luò)。通過廠內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證及分析，判定線路A相套管現(xiàn)場破裂屬于個(gè)例。

3 常見故障及解決方案

3.1 制造質(zhì)量瑕疵

制造時(shí)兩端密封不良，易受潮引起局部放電；套管破裂后違規(guī)修復(fù)，造成絕緣水平下降；電容芯尺寸偏差過大，絕緣層間有凹陷、皺折，導(dǎo)致溫度異常升高、局部放電；穿纜引線與導(dǎo)電管未作電氣連接，造成懸浮電位，引起火花放電；末屏引線焊接不良而開焊、斷線，引起末屏對地放電；穿纜線鼻與引線頭焊接不良、導(dǎo)電桿與將軍帽等連接螺母配合不當(dāng)，造成局部高溫過熱等。

解決方案：強(qiáng)化出廠驗(yàn)收，確保套管及其附件所用材料、尺寸、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、工藝滿足規(guī)定要求。

3.2 運(yùn)輸安裝不慎

運(yùn)輸過程中速度過快、頻繁急停，固定不牢及吊裝速度過快，吊裝位置偏差、方式不符合標(biāo)準(zhǔn)等因素，造成瓷瓶磕碰、密封破損甚至結(jié)構(gòu)性損傷等。

解決方案：在吊裝、運(yùn)輸過程中，套管吊裝速度應(yīng)平穩(wěn)緩慢，吊起時(shí)使用法蘭盤上吊耳，并用繩子固定套管上部，防止起吊過程中出現(xiàn)傾斜，磕碰其他物體。特別注意起吊時(shí)不可使套管瓷裙承重，防止鋼絲繩劃傷套管；豎起時(shí)，避免套管任何部位著地；法蘭安裝時(shí)在上端無瓷裙處及尾部分別設(shè)置支撐點(diǎn)，并襯墊軟物；套管臥放及運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)放置在專用箱內(nèi)且固定牢靠，避免在運(yùn)輸過程中損傷。

3.3 運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)

超周期運(yùn)行會使套管密封墊老化，造成潮氣入侵而使絕緣受潮；取油樣后放油塞未緊固、套管開裂等引起滲漏故障；各種短路故障、單相接地或雷擊等過電壓引起套管內(nèi)部局部放電；末屏引線斷線、接觸不良引起間接性放電故障；套管表面積灰臟污、破損等引起外部閃絡(luò)；維護(hù)時(shí)拆、接引線不當(dāng)，運(yùn)行時(shí)電纜接觸不良，引起局部溫度升高等。

解決方案：針對高壓套管密封不良，有受潮或漏油現(xiàn)象，應(yīng)通過更換密封圈、緊固螺栓等方法保持套管密封性；針對拆、接引線工作，驗(yàn)收時(shí)要注意檢查各部位是否接觸良好、安裝牢靠，同時(shí)接觸面應(yīng)打磨后涂上導(dǎo)電膏，減小其接觸電阻，從而杜絕發(fā)熱現(xiàn)象；結(jié)合停電檢修，對戶外套管進(jìn)行清理檢查，去除表面臟污，及時(shí)排除隱患；對套管更換備件要進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，試驗(yàn)合格后方可使用，避免人為因素引起故障；同時(shí)運(yùn)維人員應(yīng)熟悉高壓套管相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，明確其運(yùn)行環(huán)境及國網(wǎng)公司變電運(yùn)檢五項(xiàng)通用制度要求中變電運(yùn)維管理的設(shè)備巡視要點(diǎn)，不斷提高專業(yè)技術(shù)水平。

4 后續(xù)措施

生產(chǎn)廠家提交故障相套管及同批套管的相關(guān)制造、檢測記錄，試驗(yàn)及異常分析報(bào)告，同時(shí)安排專業(yè)人員對現(xiàn)場及同批套管開展超聲波、強(qiáng)光手電檢查；同時(shí)上報(bào)上級單位，建議對該廠同類型、同批次套管結(jié)合檢修進(jìn)行排查。

加強(qiáng)生產(chǎn)廠家產(chǎn)品制造監(jiān)督，要求廠家加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量管理，確保生產(chǎn)過程嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，杜絕隱患設(shè)備出廠；變電站應(yīng)加強(qiáng)采購驗(yàn)收，提升運(yùn)維人員專業(yè)素質(zhì)，強(qiáng)化設(shè)備生命周期全過程管理。

5 結(jié)束語

通過某變電站高壓套管故障事件的分析與后續(xù)改進(jìn)，總結(jié)了高壓套管常見故障及處理方法，為套管的日常運(yùn)維提供依據(jù)。該事件也提醒了變電站運(yùn)維人員要重視高壓套管的選型、驗(yàn)收、安裝、試驗(yàn)及維護(hù)工作，從而避免此類事件再次發(fā)生。