110 k V干式電流互感器介損測(cè)試數(shù)據(jù)異常的排查分析

郭 壘

（福建水口發(fā)電集團(tuán)有限公司，福建福州350004）

1 案例概述

2014年8月，福建水口發(fā)電集團(tuán)嵩灘埔電站110 k V升壓站按照設(shè)備檢修周期進(jìn)行全站停役檢修。其中閩嵩線131開(kāi)關(guān)CT按照《國(guó)家電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)：輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程Q／GDW1168-2013》的要求，進(jìn)行設(shè)備改造投運(yùn)一年后的例行試驗(yàn)。在介損和電容量的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)該干式電流互感器的測(cè)試數(shù)據(jù)與之前交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比，介損值有所減小，而電容量值均有較大增加，超過(guò)了5%的警示值。經(jīng)過(guò)對(duì)異常數(shù)據(jù)的排查分析，得出了真實(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，此次對(duì)110 k V干式電流互感器的日常維護(hù)檢修增加了實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，更為干式電流互感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行積累了詳實(shí)的數(shù)據(jù)資料。

2 干式電流互感器

20世紀(jì)90年代中期，在干式高壓穿墻套管技術(shù)的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)幾家公司先后開(kāi)發(fā)出110 k V電流互感器，它的主要結(jié)構(gòu)是將干式高壓穿墻套管彎曲成U形作為電流互感器的一次繞組，將二次繞組套裝在U形的底部。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和對(duì)產(chǎn)品的不斷改造，現(xiàn)在該產(chǎn)品的主絕緣由聚四氟乙烯薄膜外涂少量硅油纏繞而成，整體采用電容式結(jié)構(gòu)，中間插入金屬極板進(jìn)行均壓。與目前使用的油浸紙絕緣電流互感器和SF6電流互感器相比，干式電流互感器無(wú)油、無(wú)氣泄漏，無(wú)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境污染、體積小、重量輕、便于安裝、特別適合無(wú)人或者少人值守的變電站。

福建水口發(fā)電集團(tuán)嵩灘埔電站110 k V閩嵩線131開(kāi)關(guān)CT采用大連北方互感器集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的干式電流互感器，其參數(shù)型號(hào)如表1所示。

表1 閩嵩線131開(kāi)關(guān)CT參數(shù)

3 電流互感器歷次介損測(cè)試數(shù)據(jù)的比較

介質(zhì)損耗是絕緣材料在電場(chǎng)作用下，由于介質(zhì)電導(dǎo)和介質(zhì)極化的滯后效應(yīng)，在其內(nèi)部引起的能量損耗，也叫介質(zhì)損失，簡(jiǎn)稱介損。介損的測(cè)量在電氣設(shè)備的制造、絕緣材料電氣性能的鑒定、絕緣試驗(yàn)等方面都是不可缺少的環(huán)節(jié)。它是判斷絕緣情況的一個(gè)較靈敏的試驗(yàn)方法：電氣設(shè)備的絕緣能力下降，直接反映為介質(zhì)損耗因數(shù)的增大，進(jìn)一步就可以分析出絕緣下降的原因。而在介損試驗(yàn)中，也能同步測(cè)試得出試品的電容量。電容量的明顯變化，可以反映多個(gè)電容中的幾個(gè)或者一個(gè)發(fā)生短路或者斷路的情況。

表2為閩嵩線131開(kāi)關(guān)CT歷次介損測(cè)試數(shù)據(jù)的比較情況。

表2 閩嵩線131開(kāi)關(guān)CT歷次介損測(cè)試數(shù)據(jù)

根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)：輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程Q／GDW 1168-2013》：電流互感器的電容量與上次試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比，不得超過(guò)5%（警示值）?？墒侨_(tái)全新的電流互感器，僅僅一年的運(yùn)行時(shí)間，電容量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)全部異常增長(zhǎng)，這個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)能反映該電流互感器的真實(shí)運(yùn)行狀況嗎?

為了確定該數(shù)據(jù)是否真實(shí)有效，在拆除了該電流互感器的引線、重新擦拭了電流互感器的硅橡膠傘裙、并經(jīng)太陽(yáng)暴曬2 h后，采用另外一臺(tái)同型號(hào)的自動(dòng)介損儀進(jìn)行第二次測(cè)試，兩臺(tái)介損儀同步測(cè)試數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 閩嵩線131開(kāi)關(guān)CT介損測(cè)試之比較

兩臺(tái)儀器都是經(jīng)過(guò)福建電力科學(xué)研究院檢定合格的介損儀，在相同的測(cè)試條件下，測(cè)試結(jié)果中介損值接近，但是電容量數(shù)值卻大相徑庭，孰真孰假?考慮到閩嵩線131開(kāi)關(guān)CT是目前水口電氣高壓班所接觸到的第一臺(tái)干式電流互感器，之前完全沒(méi)有相關(guān)的數(shù)據(jù)積累，為此聯(lián)系了該干式電流互感器的生產(chǎn)廠家。廠家回復(fù)：干式電流互感器在運(yùn)行一段時(shí)間后，由于內(nèi)部硅油的變化，確實(shí)可能出現(xiàn)電容量增加的情況。具體增加多少，由于各電廠設(shè)備運(yùn)行環(huán)境不同，沒(méi)有明確的數(shù)據(jù)參考。因此，對(duì)該數(shù)據(jù)的排查分析還只能靠維護(hù)人員自己摸索。

4 電流互感器測(cè)試數(shù)據(jù)排查分析

影響介質(zhì)損耗測(cè)量數(shù)據(jù)的因素很多，主要有電流互感器的工藝結(jié)構(gòu)、測(cè)試的方法、引線對(duì)地的夾角、周邊環(huán)境電場(chǎng)的干擾，溫度、濕度等，按照這些影響因素逐步排除，來(lái)尋找兩臺(tái)介損儀測(cè)試數(shù)據(jù)差異的原因。

4.1 干式電流互感器的構(gòu)造

先來(lái)看看干式電流互感器的內(nèi)部構(gòu)造，閩嵩線131開(kāi)關(guān)CT的外形見(jiàn)圖1，而它的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖1 131開(kāi)關(guān)CT外形

圖2 131開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)

從結(jié)構(gòu)圖可以看出，干式電流互感器實(shí)際上是將低壓貫穿式電流互感器套在U形干式高壓套管上，再通過(guò)箱體和機(jī)械緊固件互相組合在一起。該電流互感器的末屏端，或者叫地屏端，屬于直接接地，無(wú)法拆除。

這種工藝結(jié)構(gòu)使得介損數(shù)據(jù)無(wú)法采用正接法測(cè)試，只能采用反接法測(cè)試，受外界干擾影響較大。

4.2 兩臺(tái)介損儀器的測(cè)試接線比較

同樣是采用反接法測(cè)試，兩臺(tái)介損儀的測(cè)試接線也有所不同，其中AI6000C型介損儀的測(cè)試接線見(jiàn)圖3，HV9001型介損儀的測(cè)試接線見(jiàn)圖4。

圖3 AI6000C型介損儀的測(cè)試接線

圖4 HV9001型介損儀的測(cè)試接線

從接線圖可以看出，兩種儀器的接線差別是AI6000C型在測(cè)試中加入了高壓屏蔽，而HV9001型則是屏蔽端懸空。看來(lái)介損測(cè)試之所以出現(xiàn)較大的數(shù)據(jù)差別，關(guān)鍵之處就是沒(méi)有將干式電流互感器外部的雜散電容完全屏蔽，從而造成了測(cè)試電容量數(shù)據(jù)超標(biāo)。

4.3 測(cè)試環(huán)境干擾的排查

本次閩嵩線131開(kāi)關(guān)CT投運(yùn)一年后的例行試驗(yàn)，在停電過(guò)程中配合進(jìn)行了110 k V主變防腐噴涂的施工，是全升壓站停電。為了防止防腐涂料隨空氣流動(dòng)沾染到其他高壓電氣設(shè)備，所有設(shè)備的外絕緣都包上了塑料薄膜，在試驗(yàn)之前幾小時(shí)才進(jìn)行拆除，具體見(jiàn)圖5。

圖5 110 k V主變防腐噴涂示意

全站停電，首先排除了電場(chǎng)干擾；其次又拆除了所有的外接引線，將設(shè)備盡可能恢復(fù)到了交接時(shí)的狀態(tài)；測(cè)試時(shí)直接將儀器測(cè)試線接到了電流互感器的一次接線板上，再排除了引線和地面夾角的影響；最后擦拭硅橡膠傘裙后，又暴曬了2 h，最大限度地排除了溫度和濕度的影響?？磥?lái)，本次測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)最大的外部干擾就是主變防腐進(jìn)行噴涂的涂料了，盡管已經(jīng)做了相關(guān)的防御措施，但是空氣中還散布著肉眼無(wú)法看見(jiàn)的微小顆粒，電流互感器受外部環(huán)境影響過(guò)大，導(dǎo)致電流互感器的外部雜散電容過(guò)高。

為了驗(yàn)證這個(gè)猜想，依然使用了HV9001型介損儀，這次將B相電流互感器的傘裙進(jìn)行屏蔽，再測(cè)試一次。最終測(cè)得B相電流互感器電容量值為590.1 p F，與交接時(shí)HV9001型介損儀測(cè)試的電容量581.2 p F相近，與AI6000C型介損儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的582.9 p F結(jié)果也相近，證實(shí)了這個(gè)猜想完全正確。

4.4 排查結(jié)論

HV9001型介損儀的反接法測(cè)試由于內(nèi)部接線的設(shè)計(jì)，在周邊環(huán)境清潔，天氣晴朗的情況下測(cè)試，結(jié)果較為準(zhǔn)確，但是在周邊環(huán)境比較惡劣，存在較大干擾的情況下，它的抗干擾能力就沒(méi)有AI6000C型介損儀強(qiáng)，測(cè)試的數(shù)據(jù)與設(shè)備的真實(shí)數(shù)據(jù)就會(huì)存在較大的誤差。所以本次閩嵩線131開(kāi)關(guān)CT的介損測(cè)試數(shù)據(jù)，最終以AI6000C型介損儀測(cè)試的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

5 后續(xù)問(wèn)題

在之前的油浸紙絕緣電流互感器和SF6電流互感器進(jìn)行介損測(cè)試時(shí)，兩種介損儀的測(cè)試結(jié)果都比較接近，為什么在干式電流互感器上就會(huì)有較大的差別?

油浸紙絕緣電流互感器采用的是末屏端子引出，所以采用正接法進(jìn)行測(cè)試，比起反接法，不容易受到外界環(huán)境的干擾，準(zhǔn)確度較高。SF6電流互感器內(nèi)部密閉著SF6氣體，本身電容量較小，雖然容易受到外界環(huán)境的干擾，但是由于末屏端子不是永久接地，一樣也可以按照正接法進(jìn)行測(cè)試，更何況福建電力公司早在《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程Q／FJG10093-2008》中就取消了SF6電流互感器的介損試驗(yàn)。而只有干式電流互感器，由于它的末屏端子屬于永久接地狀態(tài)，只能采用反接法進(jìn)行測(cè)試，受外部環(huán)境影響較大，所以相對(duì)的誤差才會(huì)比較明顯。

6 結(jié)束語(yǔ)

干式電流互感器是新出現(xiàn)的產(chǎn)品，對(duì)它的運(yùn)行狀況還要不斷加深了解。這次針對(duì)該干式電流互感器的介損試驗(yàn)，由于面對(duì)復(fù)雜環(huán)境的干擾，出現(xiàn)了電容量超過(guò)警示值，可是介損值卻正常的現(xiàn)象。假設(shè)測(cè)試出來(lái)的電容量數(shù)據(jù)有所增大，但是卻沒(méi)有超過(guò)警示值，那么這個(gè)數(shù)據(jù)就非常具有欺騙性，所以例行試驗(yàn)應(yīng)該盡量選擇在晴天或者干燥的時(shí)候進(jìn)行，試驗(yàn)中一定要盡量排除外部環(huán)境的干擾，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)加強(qiáng)分析驗(yàn)證，才能對(duì)電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行積累更詳實(shí)準(zhǔn)確的技術(shù)資料。

［1］ Q／GDW1168-2013.國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程［S］.2013.