LCWB6—110W2型電流互感器膨脹器異常頂起原因分析

彭延濤 李繼東 李鵬

摘要：對電流互感器金屬膨脹器頂起這一異?，F(xiàn)象通過現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)及設(shè)備解體進(jìn)行了故障原因研究，并制定后續(xù)檢修策略，保證了變電設(shè)備安全運(yùn)行和可靠供電。

關(guān)鍵詞：金屬膨脹器 ?故障電流互感器試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 ?故障電流互感器解體原因分析 ?檢修策略

2014年8月25日檢修人員在巡檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)110kV昌黎變電站111A相電流互感器運(yùn)行中金屬膨脹器動(dòng)作，金屬膨脹器頂起約150mm，已將金屬膨脹器外罩上蓋頂壞，判斷電流互感器內(nèi)部壓力過高，存在內(nèi)部故障。取油樣做色譜分析，分析結(jié)果A、C兩相內(nèi)部存在過熱性故障，隨即對三相電流互感器進(jìn)行了更換。該電流互感器為保定天威互感器廠2005年3月生產(chǎn)，2005年7月投入運(yùn)行，型式為LCWB6-110W2，油紙電容型絕緣結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)動(dòng)穩(wěn)定電流125kA，熱穩(wěn)定電流50kA。

1 金屬膨脹器相關(guān)介紹

金屬膨脹器是安裝在電流互感器或電壓互感器上配套使用的一種容積補(bǔ)償組件，用以補(bǔ)償變壓器油因溫度變化而發(fā)生的體積變化，在互感器正常運(yùn)行時(shí)能保持其內(nèi)部壓力基本不變，并使互感器能成為全密封產(chǎn)品。由于互感器內(nèi)的變壓器油完全與大氣隔絕，所以能長期保持變壓器油的絕緣程度，不會(huì)受潮和氧化，因此是一種保證互感器正常運(yùn)行的理想組件。目前國網(wǎng)冀北電力有限公司秦皇島供電公司廣泛使用的是金屬波紋式膨脹器。該型膨脹器由一定數(shù)量的膨脹節(jié)串聯(lián)焊接而成，具有油位顯示直觀，壓力反映靈敏等優(yōu)點(diǎn)。

2 故障電流互感器試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

2.1 油色譜試驗(yàn)

變壓器油主要由烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成，其中烷烴的熱穩(wěn)定性最差。這些有機(jī)物在高溫下會(huì)發(fā)生裂化。在裂化過程中，主要是由大分子烷烴轉(zhuǎn)變成小分子烷烴、不飽和烴及氫。由于當(dāng)設(shè)備內(nèi)部存在故障引起過熱或高溫而發(fā)生裂化反應(yīng)時(shí)，與不同的故障溫度相對應(yīng)，必然會(huì)伴隨一些氣態(tài)烴的產(chǎn)生，如甲烷、乙烷、乙炔等。如果只有氫氣超標(biāo)，說明互感器鐵芯或線圈受潮或油質(zhì)不合格。但111電流互感器油樣A相氫氣及總烴嚴(yán)重超標(biāo)，并有1.5ul/l乙炔含量、C相氫氣及總烴嚴(yán)重超標(biāo)、B相氫氣有所增長，其他含量基本正常，表明設(shè)備內(nèi)部存在故障引起過熱。具體數(shù)據(jù)如下：

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A相歷年色譜分析數(shù)據(jù)見下表：

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B相歷年色譜分析數(shù)據(jù)見下表：

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C相歷年色譜分析數(shù)據(jù)見下表：

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2.2 直流電阻試驗(yàn)

測量電流互感器直流電阻的目的是檢查其一次、二次繞組的質(zhì)量及回路的完整性，以發(fā)現(xiàn)各種原因所造成的導(dǎo)線斷裂、接頭開焊、接觸不良、匝間短路等缺陷。

昌黎111電流互感器一次繞組直流電阻歷年試驗(yàn)數(shù)據(jù)

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2.3 絕緣電阻試驗(yàn)

絕緣電阻值的大小常能靈敏地反映絕緣狀況，能有效發(fā)現(xiàn)絕緣整體受潮、老化以及絕緣擊穿等貫通性缺陷。

昌黎111電流互感器絕緣電阻歷年試驗(yàn)數(shù)據(jù)

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2.4 介損及電容量試驗(yàn)

介損試驗(yàn)?zāi)苡行Оl(fā)現(xiàn)絕緣受潮、劣化以及套管絕緣損壞等缺陷;測量電容型電流互感器末屏對地的tanδ主要是檢查電流互感器底部和電容芯子表面的絕緣狀況。

昌黎111電流互感器介損及電容量歷年試驗(yàn)數(shù)據(jù)

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2.5 紅外測溫

110kV昌黎變電站111電流互感器紅外測溫周期為每周一次，故障前一周期檢測未發(fā)現(xiàn)設(shè)備溫度異常狀況。

3 故障電流互感器解體原因分析

2014年9月8日，會(huì)同制造廠在變電檢修室對該組CT進(jìn)行了解體檢查，9月16日，在保定天威互感器廠，在廠內(nèi)選取一只2006年5月產(chǎn)未運(yùn)行過的互感器進(jìn)行解體分析，經(jīng)過對四臺(tái)互感器的解體檢查缺陷原因如下：

①解體4只互感器中2只發(fā)現(xiàn)一次連接螺母或背母存在松動(dòng)問題。說明組裝工藝還存在一定問題，縮緊螺母沒有起到作用。存在螺母松動(dòng)現(xiàn)象的互感器中，昌黎111A相互感器色譜異常，B相色譜未見異常。C相互感器一次連接未見松動(dòng)，但油中氫含量嚴(yán)重超標(biāo)，甲烷增量很大，說明內(nèi)部還可能有其它隱患。

②A相互感器從零屏到第一主屏端屏處絕緣紙中出現(xiàn)的粘性物質(zhì)，分析為絕緣材料繞制中涂刷了過量粘合膠，膠體和油發(fā)生作用產(chǎn)生的物質(zhì)，該物質(zhì)導(dǎo)致了局部放電量增大。

③4只互感器中鋁箔帶出現(xiàn)發(fā)黃和搭接處粘連現(xiàn)象，是鋁箔中的潮氣在真空干燥處理中產(chǎn)生的氧化物質(zhì)，非電場作用所致。

④C相互感器油色譜氫含量超標(biāo)是由于變壓器油中有游離氣體，且游離氣體聚集在特定位置時(shí)，局部放電存在，放電時(shí)（脈沖式局部放電）變壓器油分解的氣體主要是氫氣和少量甲烷。

⑤A、C相互感器解體檢查沒有發(fā)現(xiàn)明顯的突發(fā)放電故障，說明故障是穩(wěn)步發(fā)展的，經(jīng)過一段時(shí)間的累積在CT內(nèi)部產(chǎn)生了較大壓力。

4 檢修策略

針對保定天威互感器廠電流互感器出現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量問題，結(jié)合該公司目前設(shè)備運(yùn)行情況制定檢修策略如下：

①對天威保變互感器有限公司2005-2006年產(chǎn)品加強(qiáng)監(jiān)視，縮短油色譜檢測周期，交接帶負(fù)荷半年內(nèi)及出現(xiàn)大負(fù)荷后進(jìn)行一次絕緣油色譜分析，帶負(fù)荷24小時(shí)后一個(gè)周內(nèi)及在大負(fù)荷間進(jìn)行紅外精密測溫。

②在電流互感器交接試驗(yàn)中增加一次直流電阻測試，測試結(jié)果不得大于出廠值10%。

③在該廠同批次CT上裝設(shè)絕緣在線監(jiān)測裝置。

④經(jīng)過與制造廠溝通，今后制造廠可以免費(fèi)對發(fā)生故障的CT進(jìn)行更換或維修。

參考文獻(xiàn)：

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