王福政，張清平

(華電國際鄒縣發(fā)電廠，山東 鄒城 273522)

0 引言

電氣一次回路中經(jīng)常因接觸電阻增大而發(fā)生過熱故障，華電國際鄒縣發(fā)電廠1000 MW機組500 kV主變壓器C相高壓絕緣套管，在正常運行期間例行紅外線測溫時發(fā)現(xiàn)出線端過熱，溫度最高達66℃，而環(huán)境溫度只有15℃。在等待停機期間繼續(xù)對過熱處進行跟蹤觀察，未發(fā)現(xiàn)溫度有上升趨勢。機組臨時停機時對該套管進行了檢查。

1 檢修過程

1.1 外觀檢查情況

檢查發(fā)現(xiàn)出線線路接線板與佛手接線板接觸良好，無氧化層、無過熱痕跡。佛手腕部與將軍帽圓柱接觸面良好，無氧化層和過熱痕跡。將軍帽底邊4個固定螺栓的周圍油漆表面可見過熱變黑現(xiàn)象，螺栓處的密封墊也受熱輕微炭化。根據(jù)將軍帽的外觀檢查情況進行初步分析后，確定紅外線測溫時發(fā)現(xiàn)的過熱熱源來自將軍帽內(nèi)部，于是決定拆除將軍帽進行檢查。

1.2 拆除將軍帽

拆除將軍帽的4個固定螺栓進行檢查，未見異常。分離將軍帽底邊與套管頂部油箱平面間的密封膠墊后，將軍帽沿縱向活動。準備旋下將軍帽時發(fā)現(xiàn)將軍帽旋轉(zhuǎn)不動，使用管鉗并加長力臂(共1 m)，仍無法拆卸。

1.3 檢修方案

會同變壓器廠與高壓套管生產(chǎn)廠家技術人員共同分析后，認為將軍帽拆卸不動與局部過熱有直接關系，根據(jù)紅外熱圖和將軍帽底邊螺孔周圍的過熱情況，判斷為套管的穿纜線到將軍帽之間存在問題，必須進行解體檢查。在不傷害穿纜銅頭外螺紋的前提下，對將軍帽進行破壞性拆除，如拆除后能確認銅頭的外螺紋完好可用且穿纜無異常，則更換將軍帽，復裝后進行直流電阻試驗，試驗合格后投入運行;如高壓套管穿纜系統(tǒng)已不能使用，則變壓器進行放油，對高壓套管和穿纜進行檢修更換。

1.4 檢修步驟

(1)在將軍帽圓柱頂部畫出十字線，用切割王沿十字線向下切割，直到內(nèi)螺紋頂部空間。

(2)通過割縫觀察，確認了不傷害內(nèi)螺紋的允許切割厚度，用切割王沿圓柱表面保持允許厚度進行縱向切割，直到圓柱底部?？v向切割厚度如圖1所示。

圖1 縱向切割厚度

(3)縱向4道割縫完成后，沿割縫尾部的圓周方向進行切割。

(4)用斜鏨從頂部割縫處向下插入，脹開割縫，圓柱部分拆除完畢。

(5)由于圓柱部分拆除后仍不能旋下將軍帽，所以對底盤也進行了切割。切割底盤時先在錐形部分切割出一個小口，將破布塞入將軍帽并充滿內(nèi)部空間，防止切割產(chǎn)生的銅屑沿套管中心孔進入套管內(nèi)部。

(6)腐蝕情況檢查。對穿纜銅線頭部螺紋進行檢查，發(fā)現(xiàn)銅頭的螺紋連接處有2/3發(fā)生腐蝕。將軍帽圓柱內(nèi)螺紋的同樣位置也有嚴重的腐蝕，穿纜線銅頭以下均正常。試將穿纜整體上提，整體活動正常。將軍帽內(nèi)螺紋腐蝕情況如圖2所示。

圖2 內(nèi)螺紋腐蝕情況

(7)處理螺紋缺陷。對穿纜銅頭的螺紋用板牙進行整絲處理后，銅頭的螺紋只有輕微的損傷，可以使用。對新的將軍帽進行清理，更換密封墊進行復裝。經(jīng)過繞組直流電阻試驗合格后，恢復高壓引出線，變壓器投入運行。

(8)檢驗。經(jīng)紅外線測溫檢查，修后高壓套管出線端部溫度為30℃，環(huán)境溫度為25℃。

2 原因分析

2.1 發(fā)熱原因

高壓套管出線端將軍帽與穿纜銅頭螺紋連接不良，引起出線端的接觸電阻增大，產(chǎn)生電阻熱。由于螺紋配合的2種材質(zhì)均為銅，所以，熱量傳遞至表面而被紅外檢測設備觀察到。

2.2 螺紋腐蝕情況分析

500 kV高壓套管為英國TRENCH公司產(chǎn)品，將軍帽為一整體黃銅結構，中心穿纜線頭為紫銅。觀察將軍帽內(nèi)螺紋腐蝕情況，腐蝕區(qū)域僅限于螺紋連接的配合部分，空螺紋部分的表面呈現(xiàn)黃銅本身的金屬光澤，完全沒有腐蝕現(xiàn)象。腐蝕的螺紋間可以找到電弧燒蝕的痕跡，螺紋的牙型已被蝕平，腐蝕面可見紫銅光澤。穿纜銅頭的外螺紋在與將軍帽配合的對應部位同樣存在腐蝕現(xiàn)象，螺紋的牙型完整，表面為粗糙的紅色，空螺紋的表面為紫銅本身的金屬光澤，無氧化銅?？梢耘卸S銅腐蝕程度遠大于紫銅，內(nèi)外螺紋的缺陷是電蝕燒傷或其他原因的腐蝕形成的。穿纜銅頭螺紋腐蝕情況如表圖3所示。

圖3 穿纜銅頭螺紋腐蝕情況

2.3 螺紋連接松動的分析

按照國家標準的規(guī)定，螺紋的連接配合必須存在一定間隙，以使螺紋連接順利進行，在有緊固力的情況下可以實現(xiàn)單面螺紋的緊密接觸。反之，如果螺紋間存在間隙，可以認為螺紋配合沒有緊固作用力。對于高壓套管穿纜銅頭與將軍帽間的螺紋配合同樣適用，將軍帽的螺紋部分沒有緊，使其內(nèi)外螺紋間存在間隙。

2.4 綜合分析

(1)由于將軍帽螺紋旋入的長度不足，使內(nèi)部螺紋配合的接觸面積減少，引起高壓套管電流通路的通流面積減少，電流密度增大，提高了在接觸電阻上產(chǎn)生的壓降。

(2)由于將軍帽沒有旋到底并施加一定的緊固力，內(nèi)部螺紋的配合成為松配合，不能保證內(nèi)部螺紋間的良好接觸。

(3)由于電流通路的接觸面電阻增大，負荷電流在接觸面產(chǎn)生的壓降增大，同時產(chǎn)生電阻熱。由于電流密度增大，在不規(guī)則的螺紋間隙內(nèi)產(chǎn)生電位差而引起電弧燒傷，并由點到面逐漸擴大。

(4)由于主導電回路中的接觸電阻增大，部分負荷電流經(jīng)油箱外殼、4個將軍帽固定螺栓及將軍帽進入出線，由于此路徑中4個不銹鋼螺栓的電阻率高，產(chǎn)生大量電阻熱，使螺栓周圍的漆層受熱變色(如圖4所示)。

圖4 螺栓周圍的漆層受熱變色情況

(5)由于良好接觸面不斷減少,加重了剩余接觸面的通流負擔，引起惡性循環(huán)，發(fā)熱量增加。當變壓器的高壓繞組出線到將軍帽的導電回路通流面積減小到一定程度時，高壓套管出線端將因過熱發(fā)生熔斷。

3 結束語

在此次檢修中，發(fā)現(xiàn)高壓套管出線螺紋有腐蝕現(xiàn)象，在電力設備檢修工作中還沒有先例，腐蝕的原因有待進一步分析，其檢修過程和檢修工藝具有較高的參考價值。由于在安裝變壓器時沒有旋緊將軍帽，在高壓套管出線端部造成發(fā)熱故障，所以，在變壓器的現(xiàn)場安裝和檢修工作中，應注意每個工序的完成情況。在變壓器運行中，應定期進行紅外線測溫監(jiān)督工作，及時發(fā)現(xiàn)及時處理。華電國際鄒縣發(fā)電廠由于發(fā)現(xiàn)及時，處理得當，避免了因變壓器放全油更換高壓套管穿纜工作引起的長時間停機消缺，減少了發(fā)電損失。