電力變壓器不同電壓等級的繞組浸在油箱內，繞組引線經電纜或套管引出到油箱外部，與其他設備相連，實現電能的傳輸。國網浙江省電力有限公司紹興供電公司的研究人員馬江峰、倪錢杭，在2021年第6期《電氣技術》上撰文，介紹了繞組引線經電容式套管引出、電纜引出和純瓷套管引出等幾種引出方式，并對它們的適用情況及優缺點進行分析。

電力變壓器是電網的心臟，是電力系統核心設備，承擔著電能的變換、聯接和分配任務。套管是變壓器的重要附件之一，它將油箱內部的繞組引線引出到油箱外部，不僅承擔著引線對地的絕緣，同時還起到固定支撐作用。

電力變壓器110kV及以上電壓等級的高壓繞組通常經油紙電容式變壓器套管引出，有些110kV電壓等級高壓繞組使用玻璃鋼電容式變壓器套管引出，35kV和10kV電壓等級高壓繞組采用純瓷套管引出，極少數特殊用途變壓器的高壓繞組采用電纜引出方式。

1 油紙電容式變壓器套管引出

油紙電容式變壓器套管根據電容芯子逐層分壓的原理制成，電容芯子由絕緣紙和鋁箔交替卷制而成，浸在絕緣油中，主要由油盅、上瓷套、安裝法蘭、下瓷套、電容芯子和尾部均壓球等部分組成。油紙電容式套管種類比較多，不同制造廠家的產品頭部結構不一，但大多采用以下兩種方式。

1.1 套管頭部螺紋連接方式

套管頭部螺紋連接結構如圖1所示，中空管壁上有兩個定位銷孔，繞組引線從套管底部均壓球穿上來，用定位銷穿過兩個小孔固定住，然后把將軍帽套上引線后旋緊，將軍帽的內螺紋和引線的外螺紋緊密接觸。

這種聯接方式的優點是，將軍帽為整體鑄造結構，頭部密封性比較好，不易進水受潮，也不易發生漏油；同時也存在缺點，由于是螺紋連接旋緊，在安裝時若螺紋擰得不夠緊，容易造成接觸不良，數百毫歐的直流電阻試驗無法檢測出微歐級的接觸電阻，在主變投運初期發熱不明顯，運行時間久或隨著負荷增加，就會造成套管頭部發熱，這是典型的由主導電回路接觸不良引起的電流致熱型缺陷。

紹興電網曾出現過此種缺陷。運維人員對紹興某110kV變電站夜巡時發現1號主變110kV B相套管搭頭發熱，最高溫度在110kV B相套管將軍帽處，熱點溫度為83℃，如圖2所示。

根據最高溫度位置和套管結構初步分析，套管將軍帽內部載流導體之間存在接觸不良，長期運行導致接觸電阻變大，從而引發電流致熱型缺陷。檢修人員現場檢查發現，發熱是由于將軍帽和繞組引線穿芯螺桿之間銜接不良造成的，由圖3可以看出明顯的受熱氧化變黑痕跡。

1.2 套管頭部導桿穿出方式

套管頭部導桿穿出結構如圖4所示。此種結構的繞組引線端部不帶螺紋，為銅導電桿，引線從套管底部均壓球穿上來后，同樣用定位銷穿過兩個小孔固定，但將軍帽和頭部密封結構有所不同，如圖5所示。導桿穿出并固定住后，套管油盅上面放置膠紙墊片，把帶有內嵌O形密封圈的將軍帽從導桿上套下，壓緊膠紙墊片并用螺栓固定，然后在導桿上套一個O形密封圈，在將軍帽上再放一個膠紙墊片，最后把銅壓板套上并固定。

這種聯接方式的優點是，繞組引線通過套管中空管壁直接引出，與螺紋聯接結構相比，不存在接觸不良現象，不會發生電流致熱型缺陷；但同時也存在缺點，其頭部密封結構比較復雜，圖5中可以看到共計有四道密封，如果在戶外長期使用，密封圈會性能下降、老化甚至開裂，存在進水受潮和發生滲漏油的可能，如果主變安裝在室內，運行環境相對較好，就不存在這一問題。

紹興電網某220kV變電站3號主變110kV B相套管頭部曾出現滲漏油現象，每分鐘約五滴。檢修人員現場查看后，初步分析是由于廠家制造工藝不佳，導致套管頭部與主變本體之間密封不良，同時本體儲油柜高聳（儲油柜高于110kV套管頭），主變本體油逐漸從套管頭部滲出。

現場停電檢查情況印證了檢修人員的初步論斷，即由于套管頭部O形密封圈安裝工藝不佳導致密封不良，造成滲漏油，O形密封圈破損情況如圖6所示，現場進行更換新套管處理。

2 玻璃鋼電容式變壓器套管引出

玻璃鋼電容式變壓器套管又稱干式變壓器套管，主絕緣仍為電容芯子，但其絕緣層采用高絕緣性能玻璃纖維浸以超低粘度耐高溫環氧樹脂制作，采用半導體制作電容屏，絕緣層與電容屏交替纏繞，經高溫固化制成純固體電容芯子，傘裙采用硅橡膠一次成型覆蓋在芯子表面，形成有機整體。

與油紙電容式變壓器套管相比具有以下優點：①內部無填充物，無油，環保；②結構緊湊，外形小，質量輕，便于運輸；③采用阻燃絕緣材料制作，耐高溫，無瓷，無燃燒爆炸風險；④采用硅橡膠復合外套，電氣性能好，防污性能優異，可用于重污穢地區。

北京天威瑞恒高壓套管有限公司制造的干式變壓器套管，其頭部結構如圖7所示，繞組引線穿出后與限位墊塊由定位銷相連，然后將軍帽與引線外螺紋旋緊聯接。安裝時如果旋緊不到位，同樣也會引起發熱。

3 電纜引出

對于具有特殊用途和特殊要求的變電站，如地下變電站，或正常運行時無需停電進行例行檢修的變電站，其主變高壓繞組優先選用電纜引出方式。地下變電站主變高壓繞組使用電纜引出，然后直接與氣體絕緣金屬封閉開關設備（gas insulated switchgear, GIS）氣室相連，節省套管高聳的空間，使整個變電站設計緊湊，節約空間。

正常運行時無需停電例行檢修的主變，其高壓繞組通過電纜引出，電纜頭與繞組引線接頭浸在絕緣油中，運行可靠性高，避免了套管維護的工作量。而對于常規變電站，由于按照省公司規定每六年停電例行檢修一次，如果主變高壓繞組采用電纜引出方式，檢修時需主變放油拆開電纜接頭做試驗，復裝時還要真空注油，增加很多工作量，所以常規變電站主變不采用此種引出方式。

4 純瓷套管引出

與前述幾種引出方式不同，純瓷套管無電容芯子分壓，僅靠瓷瓶作為絕緣介質，電流從中心位置導電部位引出，所以純瓷套管適用的電壓等級稍低。

4.1 穿纜式純瓷套管引出

穿纜式純瓷套管如圖8所示，繞組引線從瓷瓶正中心的圓孔直接穿上來，然后與握手線夾連接，套管頭部用算盤珠密封。此種結構由于握手線夾受到外面銅排的應力作用，易使引線偏離中心，算盤珠壓縮不均勻，可能會造成套管頭漏油。

紹興某110kV變電站2號主變10kV B相套管頭部曾發生滲油現象。檢修人員現場檢查發現，套管穿芯導桿有稍許移位，密封橡皮有壓縮變形，頂部大螺母未見明顯松動，如圖9所示。

檢修人員發現，該主變10kV套管與銅排間的軟連接補償結構設計不合理，如圖10所示，套管與軟連接間裝有支柱瓷瓶，起不到補償作用，應力使B相套管穿芯導桿移位，現場對軟連接進行更改，在主變10kV套管與支柱瓷瓶間增加軟連接，使穿芯導桿回至中心位置；同時對頂部大螺母進行緊固，經觀察未出現滲油情況。

4.2 法蘭式純瓷套管引出

圖11所示為雙分裂法蘭式純瓷套管，由于套管頭采用雙分裂對稱結構引出，與外面銅排連接后，套管頭部受力均勻，不會造成握手線夾偏離的情況，所以此種結構不易出現滲漏油。但是由于法蘭式純瓷套管是一個整體，繞組引線與套管尾部是在升高座里聯接，在安裝時需要小心處理該接觸面，不能使之發熱，若后續運行中套管底部出現發熱現象，需要主變放油至升高座以下位置，打開手孔板進行處理，十分繁瑣。

紹興某110kV變電站2號主變10kV C相套管頭部曾異常發熱，熱點溫度為47.4℃，正常相溫度約為30℃，如圖12所示。

結合套管結構，初步分析發熱原因可能為：①握手線夾與套管導桿接觸面銜接不良造成發熱；②10kV套管升高座內C相套管與繞組引線軟連接接觸不良導致發熱，溫度傳導造成套管整體發熱。

檢修人員首先測量10kV側母排至套管中心導桿之間的回路電阻和10kV側線間直流電阻，測試數據分別見表1和表2。可以看出，套管頭部握手線夾和中心導桿之間接觸良好，而10kV側線間直流電阻三相不平衡率為2.9%，大于1%，判斷故障部位在變壓器內部。現場將主變油位放至10kV套管升高座以下，打開10kV套管升高座手孔板，從升高座內軟連接處開始測量線間直流電阻，數據見表3。

主變內部測量數據合格，結合表1和表2基本可以確定故障為10kV C相套管底端與升高座內軟連接之間接觸不良。現場檢查發現，10kV C相套管底端與引線軟連接接觸面有明顯發熱變黑痕跡。更換套管后，從套管外部測得10kV側線間直流電阻數據合格。

5 結論

本文介紹了變壓器高壓繞組的幾種引出方式，分別有其各自的優缺點和適用電壓等級。高壓繞組不同引出方式的比較見表4。

通過比較可以看出，不同結構的引出方式在實際應用中有各自的利弊，應根據每個變電站的實際情況合理選用；在主變安裝或者檢修過程中，無論何種引出方式都有需要特別注意之處，要嚴格按照規范施工，嚴控工藝流程，否則就會影響主變安全穩定運行。

本文編自2021年第6期《電氣技術》，論文標題為“電力變壓器高壓繞組引出方式的探討”，作者為馬江峰、倪錢杭。