電流互感器末屏缺陷的發(fā)現(xiàn)和分析

楊志平

摘 要：電流互感器是變電站的重要設(shè)備之一，其運(yùn)行狀況直接影響系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性。本文結(jié)合兩起電容式電流互感器末屏缺陷案例的發(fā)現(xiàn)過(guò)程及原因分析，通過(guò)應(yīng)用油色譜技術(shù)及在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行缺陷初步判斷，并結(jié)合電氣試驗(yàn)、解體檢查等方法驗(yàn)證了油色譜技術(shù)及在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的缺陷診斷結(jié)果，反映綜合應(yīng)用在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、帶電檢測(cè)、電氣試驗(yàn)等方法可對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確地缺陷診斷。

關(guān)鍵詞：在線(xiàn)監(jiān)測(cè)； 電流互感器末屏； 帶電檢測(cè)

引言

電流互感器是變電站的重要設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著電力系統(tǒng)計(jì)量和繼電保護(hù)所需信號(hào)的重任，其運(yùn)行狀況直接影響系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性。容性電流互感器一般采用油絕緣方式，其內(nèi)部為油紙復(fù)合絕緣，為了提高主絕緣的強(qiáng)度，在絕緣中繞制一定數(shù)量的同心圓筒形電容屏，把油紙絕緣分為很多絕緣層，最外一層電容層為末屏，其表面焊有銅引線(xiàn)，引接至外部末屏小瓷套，與接地端子相連。運(yùn)行中末屏應(yīng)可靠接地，如果末屏不接地，將造成懸浮高電位對(duì)地放電，影響互感器安全運(yùn)行[1-2，4] 。

本文結(jié)合兩起電容式電流互感器末屏缺陷案例的發(fā)現(xiàn)過(guò)程及原因分析，論證現(xiàn)有電流互感器檢測(cè)技術(shù)對(duì)末屏缺陷檢測(cè)的有效性。

1、缺陷經(jīng)過(guò)

1.1案例一：某110kV變電站110kV龍鳳線(xiàn)106CT型號(hào)為L(zhǎng)B7-110W。2015年6月4日電氣試驗(yàn)班對(duì)110kV龍鳳線(xiàn)106CT進(jìn)行帶電檢測(cè)取油樣，進(jìn)行油色譜試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)110kV龍鳳線(xiàn)106CTB相油中氫氣及總烴含量異常（見(jiàn)表一）。

1.2案例二：某220kV變電站220kV紅莆線(xiàn)264CT型號(hào)為IOSK245。2016年3月28日，維護(hù)人員在對(duì)220kV紅莆線(xiàn)264CT在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行缺陷處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)三相末屏電流不一致，A相末屏電流為1.5mA ，B、C相電流為11.5mA。進(jìn)一步查閱在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置歷史數(shù)據(jù)（見(jiàn)表二）

2、缺陷原因分析與處理

上述兩起案例分別為帶電檢測(cè)（油色譜技術(shù)）與在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)的缺陷，為進(jìn)一步驗(yàn)證此兩項(xiàng)技術(shù)發(fā)現(xiàn)缺陷有效性，分別停電進(jìn)行診斷性試驗(yàn)，具體如下：

2.1 案例一處理過(guò)程

油色譜試驗(yàn)：110kV龍鳳線(xiàn)106CT B相油中溶解氣體組分含量分析，油中總烴和氫氣含量嚴(yán)重超過(guò)運(yùn)行注意值，主要成分為氫氣和甲烷，三比值為“1 1 0”，初步診斷設(shè)備內(nèi)部存在低能量局部放電性質(zhì)故障。

解體檢查試驗(yàn)：B相CT解體后發(fā)現(xiàn)末屏內(nèi)部接線(xiàn)桿處松動(dòng)、末屏陶瓷絕緣筒外壁處有放電痕跡（見(jiàn)圖一）。分析該放電點(diǎn)是由于末屏內(nèi)部接地引線(xiàn)松動(dòng)，存在不同電位之間的油中火花放電，產(chǎn)生大量的氫氣和甲烷。

2.2 案例二處理過(guò)程

2016年3月29日，220kV紅莆線(xiàn)264CT轉(zhuǎn)檢修，試驗(yàn)班對(duì)該組電流互感器進(jìn)行診斷性試驗(yàn)。停電前對(duì)末屏電流進(jìn)行復(fù)測(cè)，測(cè)試值與28日測(cè)試結(jié)果一致。具體如下：

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析：264電流互感器A相從2月2日以來(lái)A相泄漏電流數(shù)據(jù)從11.8mA下降至1.5mA，B、C兩相數(shù)據(jù)正常。查看264電流互感器上次停電試驗(yàn)報(bào)告，該組互感器電容屏電容值分別為281.0pF、284.0pF、282.8pF，根據(jù)I=ωCU 可計(jì)算三相末屏電流的理論值，如表三：

測(cè)試值與理論值對(duì)比，發(fā)現(xiàn)A相電流偏小，B、C相電流基本一致，判斷電流互感器內(nèi)部可能存在異常（電容量改變或者內(nèi)部分流等）

診斷性試驗(yàn)：停電試驗(yàn)項(xiàng)目有末屏絕緣電阻試驗(yàn)、電容量及介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試。本次試驗(yàn)及上次試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表四：

根據(jù)試驗(yàn)記錄，B、C試驗(yàn)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)基本一致，A相末屏絕緣電阻測(cè)試正常，但電容量與介質(zhì)損耗因數(shù)與歷史數(shù)據(jù)存在較大變化，電容量與上次測(cè)試值偏差達(dá)-86.65%，遠(yuǎn)超過(guò)《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的±5%（警示值），介損值雖然未超過(guò)0.8%（注意值）規(guī)定，但與上次測(cè)試值存在顯著增加，按規(guī)程要求試驗(yàn)不合格[3]。

264開(kāi)關(guān)CT A相介質(zhì)損耗為0.585%（即0.00585），電容量為37.5pF，與前面帶電測(cè)試換算值0.00539，38.54pF基本一致。一般情況下，末屏電容如果受潮或者部分擊穿會(huì)導(dǎo)致電容增大，電容屏缺油會(huì)導(dǎo)致電容變小，但現(xiàn)場(chǎng)觀察CT油位正常，故可排除缺油原因。另外可能導(dǎo)致電容量變小，即互感器油箱內(nèi)末屏引出線(xiàn)存在松動(dòng)或接觸不良，導(dǎo)致末屏與地電位之間相當(dāng)于串聯(lián)了一個(gè)電容，根據(jù)串聯(lián)電容計(jì)算公式可知，會(huì)使得整體電容減少。

綜合上述分析與解體檢查結(jié)果驗(yàn)證了互感器油箱內(nèi)部末屏引出線(xiàn)連接處存在松動(dòng)現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

從上述兩起案例的分析中可看到目前變電站電流互感器常用帶電檢測(cè)（油色譜技術(shù)）與在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)均能有效發(fā)現(xiàn)電流互感器內(nèi)部末屏松動(dòng)引起的缺陷。而結(jié)合停電電氣試驗(yàn)、解體檢查可準(zhǔn)確定位缺陷位置。同時(shí)為防止此類(lèi)末屏缺陷進(jìn)一步發(fā)展重大設(shè)備故障，應(yīng)做好以下幾項(xiàng)工作：

3.1積極應(yīng)用在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)。停電例行試驗(yàn)之外，應(yīng)用可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確反映設(shè)備內(nèi)部絕緣情況的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)為輔助手段可為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行提供保證。

3.2綜合應(yīng)用非停電帶電檢測(cè)技術(shù)。對(duì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)“縱比”或“橫比”[5]異常的電流互感器應(yīng)采用帶電檢測(cè)（油色譜技術(shù)）進(jìn)行跟蹤測(cè)試。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張學(xué)友，穆靖宇，華 超 . 一起容性電流互感器末屏接地?cái)嚅_(kāi)故障的發(fā)現(xiàn)和分析 [J]. 變壓器， 2016 ， 53（2） ：

[2] 李 騰，華 超 . 一起電容式電流互感器末屏故障的發(fā)現(xiàn)和分析 [J].變壓器， 2014， 51（1） ： 66-67.

[3]DL/T393-2010，輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程 [S]

[4] 廖艷安 . 一起 220 kV 電流互感器末屏不接地故障原因分析及處理 [J]. 紅水河， 2016 ， 35（5） ：125-128.

[5] 鄭云海，方麗妮，吳奇寶，高阿娜，張向新 . 電流互感器內(nèi)部故障導(dǎo)致在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常的分析處理[J]，電工技術(shù) 2015，（4） ： 27-31.