張國穩(wěn)，祁光勝

（國投甘肅小三峽發(fā)電有限公司，甘肅蘭州730050）

小峽水電站位于黃河上游干流上，電站總裝機(jī)容量230 MW。4臺主變壓器高壓套管均系國產(chǎn)油紙電容型套管，型號為BRDLW-126/630-3。通過對主變壓器器高壓套管長達(dá)兩年多的紅外成像監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)首臺投產(chǎn)的4#主變壓器運(yùn)行穩(wěn)定，而隨后投運(yùn)的1#~3#主變壓器陸續(xù)出現(xiàn)高壓套管將軍帽過熱情況，其中2#主變壓器將軍帽溫度最高達(dá)到115℃。超出電氣設(shè)備紅外檢測診斷實(shí)施細(xì)則及圖譜分析規(guī)定上限值。在每年的預(yù)防性試驗(yàn)中對各臺主變壓器都進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，主變壓器直流電阻均正常，未有超標(biāo)現(xiàn)象。對此缺陷雖在檢修中按常規(guī)方法進(jìn)行了多次處理，但投運(yùn)后不久又陸續(xù)出現(xiàn)了高壓套管普遍過熱現(xiàn)象，給電站安全運(yùn)行帶來了很大的考驗(yàn)。

1 危害性分析

變壓器套管過熱嚴(yán)重時(shí)，會導(dǎo)致導(dǎo)電回路連接件燒損、熔焊或毀壞，也可能使電介質(zhì)絕緣性能惡化，產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象，釀成事故。

1）為了徹底分析及處理缺陷，防止主變壓器高壓套管燒損釀成事故，確保主變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)備管理人員應(yīng)用紅外熱成像技術(shù)加強(qiáng)了對套管的監(jiān)測及分析；

2）選定將此缺陷原因分析及處理作為攻關(guān)項(xiàng)目。

2 原因分析及處理

分3個(gè)階段進(jìn)行，以2#主變壓器紅外測溫值為例進(jìn)行說明。

2.1 第一階段

2006年3月21日，紅外成像監(jiān)視出2#主變壓器A相將軍帽發(fā)熱異常，溫度值見表1，對過熱后的2#主變壓器A相套管將軍帽進(jìn)行解體檢查。現(xiàn)象：套管導(dǎo)電桿螺紋上存在明顯發(fā)熱氧化痕跡，接線板內(nèi)螺紋亦有部分發(fā)熱氧化痕跡，導(dǎo)電桿穿銷過熱變色。分析：接觸電阻不良導(dǎo)致過熱。處理：對導(dǎo)電桿螺紋氧化層用棉紗蘸研磨膏順螺紋方向反復(fù)拉磨后用酒精擦拭干凈，再涂以導(dǎo)電膏。處理過程中變壓器套管A相密封罩緊固螺栓有一個(gè)滑絲，用10 mm絲錐攻絲后，恢復(fù)正常。處理后測試直流電阻數(shù)據(jù)合格，投運(yùn)后紅外成像顯示溫度正常。

表1 2#主變壓器高壓套管將軍帽溫度值Tab.1 Temperature values of the HV bushing coupler of No.2 main transformer

2.2 第二階段

2006年5月26日，處理后僅兩個(gè)月的2#主變壓器A相套管將軍帽又出現(xiàn)了發(fā)熱現(xiàn)象，于2006年5月27日檢查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象相同，設(shè)備管理人員進(jìn)行了認(rèn)真的分析，對將軍帽導(dǎo)電密封頭的材質(zhì)提出了懷疑，由于導(dǎo)電桿的材料是紫銅，如果導(dǎo)電密封頭的材料是鋁或者其他合金，有可能由于二者材料差異引起接觸電阻不良，但經(jīng)與制造廠家傳真核實(shí)，排除了材質(zhì)配合引起的接觸電阻不良引起過熱。也曾對導(dǎo)電桿和導(dǎo)電密封頭的螺紋配合進(jìn)行懷疑，但現(xiàn)場通過測量基本上排除螺紋不配合引起過熱。由于未分析出其他原因，懷疑是上次處理不徹底引起的再次過熱。再次按照接觸電阻不良引起的過熱進(jìn)行了徹底處理，處理后試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格，紅外成像顯示溫度正常。期間，根據(jù)紅外成像顯示分析，1#主變壓器高壓側(cè)A、B相套管，3#主變壓器高壓側(cè)B相套管均出現(xiàn)了過熱，最高溫差達(dá)30℃，溫度值見表2。均按照相同的方法進(jìn)行了處理。變壓器高壓套管將軍帽接頭發(fā)熱的缺陷并未徹底消除。

表2 2#主變壓器高壓套管將軍帽溫度值Tab.2 Temperature values of the HV bushing coupler of No.2 main transformer

2.3 第三階段

2007年7月3日，紅外溫度測試顯示，2#主變壓器A相高壓側(cè)套管溫度最高達(dá)115℃，見表3，設(shè)備缺陷已升級為重大。分析清楚1#~3#主變壓器高壓側(cè)套管將軍帽接頭發(fā)熱的原因及徹底處理迫在眉睫。

圖1 2#主變壓器紅外成像圖譜Fig.1 Infrared imaging map of No.2 main transformer

2#主變壓器紅外成像圖顯示高壓側(cè)A相套管已嚴(yán)重過熱，見圖1。

表3 2#主變壓器高壓套管將軍帽溫度值Tab.3 Temperature values of the HV bushing coupler of No.2 main transformer

2007年7月3日，經(jīng)申請調(diào)度2#機(jī)組退出運(yùn)行，安排對2#主變壓器高壓側(cè)套管發(fā)熱進(jìn)行處理，拆除A相高壓套管將軍帽密封罩。檢查情況：A相套管導(dǎo)電桿螺紋上存在嚴(yán)重發(fā)熱氧化痕跡，接線板內(nèi)螺紋亦有發(fā)熱氧化痕跡，導(dǎo)電桿穿銷過熱變黑；C相套管導(dǎo)電桿螺紋上存在輕微發(fā)熱氧化痕跡。

2#主變壓器A相將軍帽解體發(fā)現(xiàn)后導(dǎo)電桿已過熱發(fā)黑，見圖2。

圖2 導(dǎo)電桿過熱Fig.2 Overheating of the conductive rod

由于在前次的處理中已排除了材質(zhì)、螺紋配合不良以及接觸電阻不良等因素引起的過熱，經(jīng)現(xiàn)場對發(fā)熱套管解體檢查現(xiàn)象上可以看出套管過熱嚴(yán)重。設(shè)備管理人員決定從高壓套管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，經(jīng)與廠方聯(lián)系，了解到廠方曾對該類型高壓套管進(jìn)行了改進(jìn)，在對高壓套管將軍帽結(jié)構(gòu)分析后，設(shè)備管理人員提出了一種懷疑，廠家是否在改進(jìn)中對一些細(xì)節(jié)問題沒注意，如引線接頭定位銷孔位置沒有變動，但高壓套管密封罩孔洞變深，造成數(shù)據(jù)偏差，從而導(dǎo)致引線接頭與引線接頭處接觸不好。經(jīng)現(xiàn)場詳細(xì)的觀察和測量，最后發(fā)現(xiàn)：廠家制造中導(dǎo)電桿處穿銷孔位置偏上，導(dǎo)致安裝后導(dǎo)電密封頭螺接面底部與導(dǎo)電桿頂部沒有接觸上，從而接觸面積減小引起發(fā)熱。結(jié)構(gòu)圖見圖3。

圖3 將軍帽結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Structure of the HV bushing coupler

3 制定對策

針對發(fā)現(xiàn)的變壓器高壓套管結(jié)構(gòu)的缺陷，設(shè)備管理人員決定采取在將軍帽導(dǎo)電桿與導(dǎo)電密封頭空隙處增加厚度合適的銅鍍鋅墊片，這樣一方面可以增加導(dǎo)電桿和導(dǎo)電密封頭之間的接觸力，另一方面由于銅鍍鋅的導(dǎo)電性能比較好，與導(dǎo)電桿和導(dǎo)電密封頭之間不存在過渡電阻不良的擔(dān)心，可以大大地降低接觸電阻。

4 對策實(shí)施

針對1#~3#主變高壓側(cè)高壓側(cè)將軍帽普遍發(fā)熱的問題，迅速成立了主變高壓側(cè)套管缺陷處理小組，首先對存在嚴(yán)重發(fā)熱的2#主變壓器高壓套管進(jìn)行處理，并逐步對1#、3#主變壓器進(jìn)行詳細(xì)檢查處理，由設(shè)備管理人員制定出詳細(xì)的缺陷處理計(jì)劃。按照缺陷處理計(jì)劃，2007年7月—2009年4月，在近2年的時(shí)間內(nèi)，合理安排組織工作，在確保安全并條件具備前提下，利用低峰機(jī)組停運(yùn)及年度檢修機(jī)組停運(yùn)期間,在確保質(zhì)量的情況下，圓滿地完成了1#~3#主變高壓側(cè)套管將軍帽接頭過熱缺陷處理的任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

4.1 工序工藝

1）首先將引線接頭打開,拆下將軍帽防雨罩,進(jìn)行如下處理：對導(dǎo)電桿螺紋氧化層用棉紗蘸研磨膏順螺紋方向反復(fù)拉磨后用酒精擦拭干凈，再涂以導(dǎo)電膏。對可能出現(xiàn)滑絲的變壓器套管密封罩緊固螺栓，用10 mm絲錐攻絲后恢復(fù)正常。

2）在導(dǎo)電桿與將軍帽用螺紋上緊的間隙內(nèi)，先用千分尺測量厚度，然后在此間隙內(nèi)塞入銅鍍鋅墊片，恢復(fù)導(dǎo)電桿與將軍帽的連接，并使受力均勻，以增加導(dǎo)電桿與將軍帽的接觸面。缺陷處理完后，恢復(fù)接線板與將軍帽的連接，測試直流電阻合格。

4.2 檢查驗(yàn)證

2#主變壓器A相套管將軍帽過熱缺陷處理后紅外成像圖見圖4。

2009年4月，對1#~3#主變高壓側(cè)將軍帽發(fā)熱缺陷處理全部完成,經(jīng)過半年多對主變壓器運(yùn)行紅外成像測試，即使在主汛期高溫大負(fù)荷條件下，變壓器高壓套管運(yùn)行溫度均正常，缺陷處理效果良好。溫度值見表4。

圖4 2#主變壓器紅外成像圖譜Fig.4 Infrared imaging map of No.2 main transformer

上述測試值均低于《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》的規(guī)定。

表4 2#主變壓器高壓套管將軍帽溫度值Tab.4 Temperature values of the HV bushing coupler of No.2 main transformer

5 結(jié)語

1）紅外成像檢測技術(shù)采用非接觸的檢測手段，具有不停電、快速、直觀、實(shí)時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，能有效診斷出高壓電氣設(shè)備缺陷及異常，將事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)，避免缺陷及隱患進(jìn)一步發(fā)展造成不可估量的損失。紅外成像技術(shù)和傳統(tǒng)預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)合是判斷高壓電氣設(shè)備缺陷的有效手段。

2）設(shè)備生產(chǎn)廠家對設(shè)備改進(jìn)時(shí)在完成重大技術(shù)更新的同時(shí)往往會忽視一些小偏差，這些小偏差雖然簡單，但不容易引起重視，這將使設(shè)備存在先天不足，在投運(yùn)后會使設(shè)備存在缺陷或隱患，甚至?xí)斐墒鹿?。因此，設(shè)備出現(xiàn)缺陷及異常時(shí)應(yīng)多角度去分析。

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