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摘要：针对两支110kV玻璃钢干式套管交接验收时出现末屏绝缘电阻低的现象做了分析，查找了故障原因，并提出了防范措施。
关键词：变压器;绝缘电阻;电容;介损
1.引言
玻璃钢干式套管是近几年国内套管厂家进行参考国际上同类产品技术、研究开发的一种电容式新产品。该产品具有结构紧凑、无油、无需维修保养、无燃烧及爆炸的危险等优点。由于此类套管在国内发展及使用的时间较短，设计及加工制造工艺方面还存在一些需要完善的细节，发生一些质量问题在所难免。对发生的质量问题进行研究，查找问题的根源，持续改进则是尽快掌握此项技术必不可少的一步。
笔者经过较长时间的跟踪发现，该类套管在交接验收时末屏电阻偏低是一类比较典型的不合格问题，其中可能存在系统性原因。为此，笔者对其中两支做了深入调查研究，查清了其内在原因。下面笔者对这两支110kV玻璃钢干式套管在交接验收时末屏电阻低的问题进行分析解读。
2.故障简介
在现场变压器交接验收过程中发现的这两支有问题的套管的情况是：套管型号：FBRL110/1250，出厂编号：51、52，试验时，套管末屏绝缘电阻分别为1MΩ、5 MΩ，不符合电气装置安装工程电气设备交接试验标准（GB50150-2006）的规定，即采用2500V兆欧表测量绝缘电阻：绝缘电阻值应不低于1000MΩ。
3.故障分析
鉴于套管出现的质量问题，初步分析为套管法兰同末屏电容击穿或套管末屏塞座存在问题，将对末屏塞座进行检查测量，先排除塞座故障造成的绝缘电阻低的问题，如未发现问题将对故障套管进行耐压试验，通过高电压对故障点的作用使问题根以查找，但现场不易操作。为彻底查找原因，经与套管生产厂进行沟通，决定返厂检查，找到造成现场套管末屏电阻低的原因。
3.1返厂后测量末屏对法兰的绝缘电阻确认故障状态（见表1）。
3.2 针对编号51的套管进行的试验
3.2.1 将套管末屏塞对法兰施加电压2.25kV，1分钟。
3.2.2 使用2500V兆欧表进行测量，末屏对法兰绝缘电阻仍为5MΩ。
3.2.3 将末屏塞座从套管法兰盘上拆开并离开一定距离，用2500V兆欧表进行测量：末屏对法兰的绝缘电阻仍为5MΩ。
3.2.4 然后拆掉末屏塞座，用2500V兆欧表进行测量：末屏引线对法兰的绝缘电阻仍为5MΩ。
3.2.5 单独对套管末屏塞座用2500V兆欧表进行绝缘电阻测量，绝缘电阻无穷大。以上试验证明：此套管的末屏绝缘电阻低与末屏塞座无关。
3.2.6 用万用表测量未使用过的末屏塞座，旋紧后即接通。塞座结构是可靠的。
3.2.7 对该套管进行雷电冲击试验，之后测末屏绝缘电阻、套管介损和电容，结果见表2。
根据冲击试验前后绝缘电阻、介损和电容测量结果，判断套管主绝缘已击穿。为排除套管可能是由高电压造成的击穿，而不是高电压顺着原来的薄弱点产生的击穿，检查人员决定采取解剖的方式查找故障点。
3.3 解体编号为51的套管。
首先对该套管法兰盘进行对半切割，拆除末屏对面半边金属法兰，发现在绝缘体上有一个黑点。使用2500V兆欧表测量此黑点对末屏接线：已连通，并伴有放电现象。测量另半边金属法兰对末屏绝缘电阻：结果为无穷大。进一步切片检查发现最外层电容屏处有爬电痕迹，说明此套管的故障点找到。
3.4解体编号为52的套管。
解体发现套管末屏对法兰击穿击穿位置同52号套管。
以上两只套管解剖后均发现最外层电容屏绝缘层存在薄厚不均匀的现象。
4.原因分析
通过对套管车间加工工序的了解及上述试验、解剖情况，经分析判断：套管末屏绝缘电阻低是以下原因造成的：
环氧玻璃绝缘芯体在缠绕时，由于内层铝管长，本身铝管受重力的作用中部就出现下垂的问题，绕制时大量的树脂加玻璃纤维使铝管在中部受力较大，产生更严重的变形。树脂干燥后因中部芯体下沉形成永久变形，在车床上加工因芯体不同心造成末屏到外层的绝缘会出现薄厚不均匀的情况，局部绝缘厚度无法满足电气强度的要求。纸绝缘电容套管在绕制绝缘芯体过程中铝管也存在芯体变形的问题，绝缘纸厚度是无法改变的，所以不存在上述问题。但环氧玻璃绝缘芯体在造制过程中变形的芯体造成拉力不同，绝缘树脂在芯体的存留就出现薄厚不均匀的问题，这就是此两类套管绕制芯体时的不同之处。
5.改进措施
为保证套管末屏对法兰的绝缘能力，设计时考虑适当的增加绝缘裕度，如增加最外层的绝缘层厚度或增加电容屏的层数进行分压等手段来保证最外层的绝缘强度要求。通过持续的跟踪，套管制造厂已采用增加电容屏的层数进行分压的措施，目前已收到良好的效果。
6.小结
变压器套管的质量状况直接关系到变压器的安全及可靠运行，因此变压器的套管生产单位一定要重视新产品套管的研发，严格控制生产中的各个重要的工艺环节，从不同角度关注产品的每一个细节，在生产中不断完善设计和工艺要求，使新产品尽快完善，满足变压器的安全运行需求。
作者簡介：王福斌（1976-），男，河北保定人，保定天威保变电气 股份有限公司质量保证部工程师，主要从事变压器产品的检验技术工作。
关键词：变压器;绝缘电阻;电容;介损
1.引言
玻璃钢干式套管是近几年国内套管厂家进行参考国际上同类产品技术、研究开发的一种电容式新产品。该产品具有结构紧凑、无油、无需维修保养、无燃烧及爆炸的危险等优点。由于此类套管在国内发展及使用的时间较短，设计及加工制造工艺方面还存在一些需要完善的细节，发生一些质量问题在所难免。对发生的质量问题进行研究，查找问题的根源，持续改进则是尽快掌握此项技术必不可少的一步。
笔者经过较长时间的跟踪发现，该类套管在交接验收时末屏电阻偏低是一类比较典型的不合格问题，其中可能存在系统性原因。为此，笔者对其中两支做了深入调查研究，查清了其内在原因。下面笔者对这两支110kV玻璃钢干式套管在交接验收时末屏电阻低的问题进行分析解读。
2.故障简介
在现场变压器交接验收过程中发现的这两支有问题的套管的情况是：套管型号：FBRL110/1250，出厂编号：51、52，试验时，套管末屏绝缘电阻分别为1MΩ、5 MΩ，不符合电气装置安装工程电气设备交接试验标准（GB50150-2006）的规定，即采用2500V兆欧表测量绝缘电阻：绝缘电阻值应不低于1000MΩ。
3.故障分析
鉴于套管出现的质量问题，初步分析为套管法兰同末屏电容击穿或套管末屏塞座存在问题，将对末屏塞座进行检查测量，先排除塞座故障造成的绝缘电阻低的问题，如未发现问题将对故障套管进行耐压试验，通过高电压对故障点的作用使问题根以查找，但现场不易操作。为彻底查找原因，经与套管生产厂进行沟通，决定返厂检查，找到造成现场套管末屏电阻低的原因。
3.1返厂后测量末屏对法兰的绝缘电阻确认故障状态（见表1）。
3.2 针对编号51的套管进行的试验
3.2.1 将套管末屏塞对法兰施加电压2.25kV，1分钟。
3.2.2 使用2500V兆欧表进行测量，末屏对法兰绝缘电阻仍为5MΩ。
3.2.3 将末屏塞座从套管法兰盘上拆开并离开一定距离，用2500V兆欧表进行测量：末屏对法兰的绝缘电阻仍为5MΩ。
3.2.4 然后拆掉末屏塞座，用2500V兆欧表进行测量：末屏引线对法兰的绝缘电阻仍为5MΩ。
3.2.5 单独对套管末屏塞座用2500V兆欧表进行绝缘电阻测量，绝缘电阻无穷大。以上试验证明：此套管的末屏绝缘电阻低与末屏塞座无关。
3.2.6 用万用表测量未使用过的末屏塞座，旋紧后即接通。塞座结构是可靠的。
3.2.7 对该套管进行雷电冲击试验，之后测末屏绝缘电阻、套管介损和电容，结果见表2。
根据冲击试验前后绝缘电阻、介损和电容测量结果，判断套管主绝缘已击穿。为排除套管可能是由高电压造成的击穿，而不是高电压顺着原来的薄弱点产生的击穿，检查人员决定采取解剖的方式查找故障点。
3.3 解体编号为51的套管。
首先对该套管法兰盘进行对半切割，拆除末屏对面半边金属法兰，发现在绝缘体上有一个黑点。使用2500V兆欧表测量此黑点对末屏接线：已连通，并伴有放电现象。测量另半边金属法兰对末屏绝缘电阻：结果为无穷大。进一步切片检查发现最外层电容屏处有爬电痕迹，说明此套管的故障点找到。
3.4解体编号为52的套管。
解体发现套管末屏对法兰击穿击穿位置同52号套管。
以上两只套管解剖后均发现最外层电容屏绝缘层存在薄厚不均匀的现象。
4.原因分析
通过对套管车间加工工序的了解及上述试验、解剖情况，经分析判断：套管末屏绝缘电阻低是以下原因造成的：
环氧玻璃绝缘芯体在缠绕时，由于内层铝管长，本身铝管受重力的作用中部就出现下垂的问题，绕制时大量的树脂加玻璃纤维使铝管在中部受力较大，产生更严重的变形。树脂干燥后因中部芯体下沉形成永久变形，在车床上加工因芯体不同心造成末屏到外层的绝缘会出现薄厚不均匀的情况，局部绝缘厚度无法满足电气强度的要求。纸绝缘电容套管在绕制绝缘芯体过程中铝管也存在芯体变形的问题，绝缘纸厚度是无法改变的，所以不存在上述问题。但环氧玻璃绝缘芯体在造制过程中变形的芯体造成拉力不同，绝缘树脂在芯体的存留就出现薄厚不均匀的问题，这就是此两类套管绕制芯体时的不同之处。
5.改进措施
为保证套管末屏对法兰的绝缘能力，设计时考虑适当的增加绝缘裕度，如增加最外层的绝缘层厚度或增加电容屏的层数进行分压等手段来保证最外层的绝缘强度要求。通过持续的跟踪，套管制造厂已采用增加电容屏的层数进行分压的措施，目前已收到良好的效果。
6.小结
变压器套管的质量状况直接关系到变压器的安全及可靠运行，因此变压器的套管生产单位一定要重视新产品套管的研发，严格控制生产中的各个重要的工艺环节，从不同角度关注产品的每一个细节，在生产中不断完善设计和工艺要求，使新产品尽快完善，满足变压器的安全运行需求。
作者簡介：王福斌（1976-），男，河北保定人，保定天威保变电气 股份有限公司质量保证部工程师，主要从事变压器产品的检验技术工作。