10 kV 電流互感器均壓線放電分析與處理

黃錦

(映秀灣水力發(fā)電總廠，四川都江堰 611830)

1 引言

電流互感器(Current transformer 簡(jiǎn)稱CT)的作用是把數(shù)值較大的一次電流通過(guò)一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，是電力系統(tǒng)中重要的測(cè)量和保護(hù)設(shè)備。對(duì)于母線式電流互感器，采取了在互感器內(nèi)壁涂刷防暈漆，同時(shí)裝均壓線與一次母線連接的方式，以使互感器內(nèi)表面與一次母線電位相等，保持互感器內(nèi)部電場(chǎng)均勻，防止各種原因引起局部放電或閃絡(luò)。

2 放電現(xiàn)象

映秀灣水力發(fā)電總廠位于四川省汶川縣映秀鎮(zhèn)，下轄映秀灣電站、漁子溪電站、耿達(dá)電站。三站在連續(xù)遭受“5·12”特大地震和“8·13”特大泥石流災(zāi)害后，對(duì)全廠電氣設(shè)備進(jìn)行了更換改造，包括10 kV 系統(tǒng)(發(fā)電機(jī)出口10.5 kV 和13.8 kV)。新設(shè)備投運(yùn)一年左右，陸續(xù)出現(xiàn)10.5 kV和13.8 kV 母線式電流互感器放電現(xiàn)象，有的互感器放電聲時(shí)斷時(shí)續(xù)，有的互感器出現(xiàn)連續(xù)的放電聲。因設(shè)備在運(yùn)行中，無(wú)法觀察放電的具體部位和具體狀況，所以，在初次停電處理時(shí)，僅對(duì)互感器表面作清潔處理，但復(fù)電后，互感器放電現(xiàn)象仍然存在。

3 放電故障分析與處理

為徹底解決互感器放電現(xiàn)象這一問(wèn)題，再次將放電流互感器停電，安排高壓試驗(yàn)人員對(duì)母線施加交流電壓，施加電壓不超過(guò)線電壓。在加壓過(guò)程中，關(guān)閉現(xiàn)場(chǎng)照明，安排專人在安全距離外觀察放電現(xiàn)象。當(dāng)電壓加至相電壓附近時(shí)，才發(fā)現(xiàn)電流互感器內(nèi)表面放電的類型有兩種:

(1)均壓線根部放電

經(jīng)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，均壓線根部已嚴(yán)重“銹蝕”，周圍有大量碳酸銅粉末;根部股線斷裂較多，股線松散，根部向上約5 cm 處有2根股線(銅絲)斷裂;均壓線根部周圍約2 cm 范圍內(nèi)無(wú)防暈漆，如圖1所示。

圖1

均壓線在廠家安裝時(shí)，先與一直徑約4 cm的金屬片焊接后，將金屬片粘接在電流互感器表面，再覆以半導(dǎo)體漆而成。由均壓線根部產(chǎn)生大量碳酸銅可知，廠家在焊接后，未對(duì)均壓線根部作防腐措施，加之電流互感器在存放、組柜、運(yùn)行等過(guò)程中，銅與潮濕空氣中的氧氣、二氧化碳和水等物質(zhì)反應(yīng)，產(chǎn)生大量“銅銹”，甚至將部分股線(銅絲)腐蝕斷。斷掉后的股線樁頭是典型的棒電極，在極不均勻電場(chǎng)下形成尖端放電，加之均壓線股線整體松散，均壓線表面已不是均勻電場(chǎng)，又加劇了放電的形成和發(fā)展。在長(zhǎng)時(shí)間放電情況下，形成“電腐蝕”現(xiàn)象，將均壓線根部周圍的防暈漆灼燒并致脫落。

根據(jù)放電原因的分析，對(duì)均壓線根部放電初步作如下處理:用毛刷輕輕除去均壓線表面碳酸銅，用無(wú)水乙醇仔細(xì)清洗均壓線和電流互感器內(nèi)壁;然后順均壓線股線繞向，將均壓線股線擰緊;沿均壓線根部約5 cm 半徑范圍內(nèi)，涂刷130低阻防暈漆，并將防暈漆延伸涂刷至均壓線根部以上2 cm 處。

(2)均壓線中部與電流互感器內(nèi)壁接觸造成放電

由于均壓線長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，一端連至一次母線上后，均壓線中間部分與電流互感器再次接觸，在接觸處形成時(shí)斷時(shí)續(xù)的放電。放電已使接觸點(diǎn)周圍的防暈漆脫落，接觸點(diǎn)上方防暈漆出現(xiàn)白色粉狀物，如圖2、圖3所示。

圖2

圖3

正常情況下，均壓與電流互感器內(nèi)壁只有一點(diǎn)接觸，當(dāng)發(fā)生第二點(diǎn)接觸時(shí)，其等效電路如圖四所示。R1為電流互感器A、B 點(diǎn)間的表面電阻，R2為均壓線與互感器內(nèi)壁的接觸電阻。由圖可知，在A、B、R1、R2間會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，導(dǎo)致R1、R2過(guò)熱，造成防暈漆的劣化。由于均壓線在B 點(diǎn)處與互感器內(nèi)壁僅是“虛接”，運(yùn)行中一次母線的振動(dòng)，使B 點(diǎn)接觸更加不好，時(shí)斷時(shí)續(xù)，在產(chǎn)生電弧灼傷防暈漆的同時(shí)，燒壞均壓線。實(shí)際觀察發(fā)現(xiàn)，B 點(diǎn)處的均壓線已有多股銅線融結(jié)。

圖4 等效電路圖

根據(jù)分析，對(duì)放電故障的處理措施是:用無(wú)水乙醇仔細(xì)清洗均壓線和電流互感器內(nèi)壁;順均壓線股線繞向，將均壓線股線擰緊，并收短均壓線，使其在各種情況下都不會(huì)形成與互感器內(nèi)壁的再次接觸;因?yàn)闊o(wú)法判斷產(chǎn)生白色粉末后防暈漆的性能，所以用丙酮將該區(qū)域的防暈漆全部清洗掉，重新涂刷130低阻防暈漆。

經(jīng)過(guò)以上處理，對(duì)一次母線再次施加交流電壓至線電壓，一分鐘內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)放電。投入運(yùn)行后，處理過(guò)的部位再?zèng)]出現(xiàn)過(guò)放電現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)發(fā)生的多起電流互感器放電故障和其共性，發(fā)現(xiàn)有生產(chǎn)廠家考慮不周到的原因，也有運(yùn)行維護(hù)不深入的問(wèn)題，針對(duì)這些不足，可以考慮采取以下方法加以改進(jìn)和完善:

對(duì)于均壓線股線容易松散，廠家可采用銅編織代替，在避免松散的同時(shí)，增加均壓線截面積?；ジ衅鹘M柜或安裝單位，在連接均壓線時(shí)，一定要預(yù)先擰緊均壓線，不能只管連接工作。

對(duì)于均壓線易與互感器多點(diǎn)接觸，可在均壓線外套上尺寸適合的聚氯乙烯玻纖管(黃臘管)，徹底杜絕多接接觸問(wèn)題。

在定期清掃預(yù)試中，避免作業(yè)粗放損傷均壓線，同時(shí)增加對(duì)均壓線的檢查內(nèi)容。

［1］李建明朱康高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法-2版.北京:中國(guó)電力出版社，2001

［2］嚴(yán)璋朱德恒高電壓絕緣技術(shù).北京:中國(guó)電力出版社.2001

［3］董其國(guó)電力變壓器故障與診斷.北京:中國(guó)電力出版社，2001