110kV干式電流互感器典型缺陷實(shí)例分析

摘 要：干式電流互感器具有無(wú)瓷、無(wú)油、無(wú)氣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及絕緣特性好、維護(hù)工作量小、便于安裝等特點(diǎn)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但隨著投運(yùn)年限增長(zhǎng)，衡陽(yáng)供電公司在運(yùn)的干式電流互感器出現(xiàn)問(wèn)題較多，比如二次絕緣顯著下降、電容屏部分擊穿、本體或末屏受潮、本體及接線柱發(fā)熱等。通過(guò)對(duì)典型缺陷的分析總結(jié)，對(duì)以后干式電流互感器檢修維護(hù)、改造換型有一定參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：干式電流互感器；典型缺陷；分析總結(jié)

中圖分類號(hào)：TM452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）29-0122-02

1 前 言

隨著高新科技在電力系統(tǒng)的應(yīng)用，出現(xiàn)了許多新的電氣設(shè)備，干式電流互感器就是典型代表。它主要由一次繞組、二次繞組、箱體、硅橡膠傘裙等組成。一次繞組由一次導(dǎo)體、接線端子、鋼性骨架、絕緣層、電容屏、外護(hù)套硅橡膠傘裙及末屏引出線構(gòu)成；二次繞組在環(huán)形鐵芯上，套裝在一次繞組的地屏范圍內(nèi)，處于地電位；箱體既是整個(gè)電流互感器的支撐，又嵌裝二次繞組。但近幾年，隨著投運(yùn)年限增長(zhǎng)，在運(yùn)110kV干式電流互感器出現(xiàn)問(wèn)題較多。

2 典型缺陷及實(shí)例分析

2.1 主絕緣電容屏部分擊穿甚至整體損壞

2009年8月7日，110kV××變電站504間隔A相TA爆炸。炸裂最嚴(yán)重的部位為P1、P2兩側(cè)的最下一級(jí)硅橡膠傘裙與底座箱體之間（如圖1所示），P1側(cè)第1、2級(jí)傘裙之間也炸裂并露出內(nèi)部電容芯子，底座箱體上有多處電弧灼燒形成的孔洞，爆炸TA四周散落著大量聚四氟乙烯薄膜及金屬箔碎片，整個(gè)TA的硅橡膠傘裙已經(jīng)被熏黑，燃燒物滴落到地面將部分草皮燒毀，TA底座的二次接線盒內(nèi)未見(jiàn)異常。爆炸互感器型號(hào)為SRLGU，2001年出廠。

在對(duì)該間隔另外兩相TA進(jìn)行介損試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)A相介損及電容量異常，介質(zhì)損耗達(dá)0.8%（標(biāo)準(zhǔn)≤0.05%），電容量269pF（銘牌值249pF），增長(zhǎng)8%。

該TA進(jìn)行了解體后發(fā)現(xiàn)，箱底有油跡，存在硅油滲漏的現(xiàn)象，其主絕緣密封性已破壞。零屏已被擊穿，有放弧痕跡。分析為該電流互感器是在長(zhǎng)期的運(yùn)行下，密封材料老化，密封不良導(dǎo)致內(nèi)部侵入潮氣。潮氣中的自由離子在運(yùn)行電壓下向兩端電極即零屏和末屏集中，使得零屏和末屏附近電場(chǎng)不均勻，發(fā)生局部放電，長(zhǎng)期放電下造成零屏被擊穿。

2.2 二次繞組受潮引起絕緣下降

2016年7月專業(yè)巡視發(fā)現(xiàn)110kV××站502TA（穿墻套管TA）內(nèi)外根部均存在明顯的開(kāi)裂現(xiàn)象，套管根部密封膠全部開(kāi)裂失效，內(nèi)部密封墊圈外露，一旦進(jìn)水或者受潮，很容易引起二次絕緣甚至主絕緣下降。2016年7月10日利用例行試驗(yàn)機(jī)會(huì)更換了三相穿墻套管TA。該TA型號(hào)為SRLG2-110，2006年11月出廠。

取編號(hào)2006717穿墻TA作為樣本分析。解體前進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

與該TA的歷次試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)二次繞組絕緣有明顯下降，一次末屏介損超標(biāo)。為了驗(yàn)證穿墻TA的防水性能，對(duì)該TA根部進(jìn)行了浸水試驗(yàn)。

浸水24h后，對(duì)該穿墻TA進(jìn)行了試驗(yàn)。浸水試驗(yàn)后，二次繞組及末屏絕緣下降明顯，部分二次繞組已失去絕緣，4S14S2二次繞組絕緣為0，2S12S2和3S13S2二次繞組絕緣僅0.3m，末屏絕緣僅為40.8m（<1000m）。短時(shí)間浸水對(duì)一次主絕緣幾乎沒(méi)有影響。該穿墻TA整體結(jié)構(gòu)為：一次繞組由多層聚四氟乙烯絕緣電容屏組成，最外一層由末屏引出接地，二次繞組整體安裝在中間金屬桶內(nèi)，金屬桶兩端由密封圈和密封膠進(jìn)行密封。打開(kāi)穿墻套管TA根部?jī)蓚?cè)端部封蓋，發(fā)現(xiàn)戶外側(cè)端蓋內(nèi)部已經(jīng)嚴(yán)重銹蝕，密封圈松脫老化，說(shuō)明端部進(jìn)水受潮時(shí)間較長(zhǎng)。剝?nèi)敉鈧?cè)傘裙，把一次繞組從金屬桶中間拉出，桶內(nèi)可以看到二次繞組。拉出一次繞組后，傾斜中間金屬桶，有大量水流出，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，中間二次繞組上部只有一層薄絕緣紙，內(nèi)部銹蝕嚴(yán)重。只要套管根部?jī)啥嗣芊馐В卫@組很容易受潮導(dǎo)致二次繞組絕緣下降甚至為零。

2.3 一次抱箍材質(zhì)不佳開(kāi)裂、改變比連扳發(fā)熱

由于干式TA內(nèi)部改變比的結(jié)構(gòu)原因，接觸點(diǎn)多達(dá)10多個(gè)，且接觸面積偏小容易發(fā)熱。迎峰度夏高負(fù)荷時(shí)期易出現(xiàn)嚴(yán)重發(fā)熱。主要原因?yàn)橐淮伪Ч烤€夾金屬材質(zhì)不佳，黃銅材質(zhì)抱箍易發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象，開(kāi)裂后導(dǎo)致導(dǎo)桿接觸不良引起發(fā)熱。

2.4 套管外護(hù)套根部開(kāi)裂、頂部流膠密封不良受潮導(dǎo)致紅外檢測(cè)異常

運(yùn)行接近10年的干式電流互感器外護(hù)套頂部普遍出現(xiàn)膠狀物滲出現(xiàn)象，極易造成雨水或潮氣侵入。部分套管外護(hù)套根部開(kāi)裂，存在主絕緣及二次繞組進(jìn)水的隱患。

2015年12月12日對(duì)220kV××變?nèi)緦I(yè)巡視時(shí)，精確測(cè)溫發(fā)現(xiàn)510電流互感器B相整體溫度異常，A相：15.3℃，C相15.1℃，但B相外硅橡膠外絕緣部分整體達(dá)到19℃，比正常相高4K。

該TA三相銘牌為：型號(hào)：SRLGU，出廠日期：2008年10月，編號(hào)：A）2008554、B）2008558、C）2008557，電容量：A）282pF、B）274pF，C）277pF。

2016年1月7日，對(duì)510電流互感器A、B兩相進(jìn)行了診斷試驗(yàn)，天氣：晴，溫度：12℃，濕度：70%，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2和表3。

從上述試驗(yàn)來(lái)看，正常相A相數(shù)據(jù)正常，B相數(shù)據(jù)非常漂移，介質(zhì)損耗因素變化超過(guò)0.003，試驗(yàn)不合格。對(duì)B相電流互感器解體檢查發(fā)現(xiàn)一次繞組外部電容屏存在受潮，導(dǎo)致紅外檢測(cè)異常。

3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和防范措施

通過(guò)以上案例可以看出110kV干式電流互感器的制造工藝技術(shù)還不成熟，根據(jù)上述設(shè)備安全隱患，建議：

（1）加強(qiáng)對(duì)干式電流互感器的專業(yè)巡視和紅外測(cè)溫工作，尤其是穿墻干式電流互感器，必要時(shí)可縮短停電試驗(yàn)周期。

（2）停運(yùn)的干式電流電流互感器，重新投運(yùn)時(shí)除進(jìn)行主絕緣試驗(yàn)外，還必須對(duì)二次繞組和末屏絕緣試驗(yàn)。

（3）全面排查在運(yùn)干式電流互感器，根部是否存在開(kāi)裂，如果嚴(yán)重開(kāi)裂，結(jié)合停電例行試驗(yàn)進(jìn)行更換，必要時(shí)盡快停電更換。

（4）全面排查統(tǒng)計(jì)在運(yùn)干式電流互感器，對(duì)運(yùn)行年限較久（15年以上）的可以考慮列入公司技改儲(chǔ)備項(xiàng)目逐步全部進(jìn)行更換。

（5）建議110kV及以上新建、增容、設(shè)備改造換型工程中不再選用干式電流互感器，優(yōu)先選用油浸式電流互感器。

參考文獻(xiàn)

[1]唐紹予.干式電流互感器的特征及關(guān)鍵生產(chǎn)工藝[J].高壓電器，2006，42（3）：223～224.

[2]清華大學(xué)電機(jī)系.硅橡膠傘裙材料耐老化性能簡(jiǎn)介[R].1998.

[3]王如璋，黃維樞.一種新型干式電流互感器[J].電力設(shè)備，2001，2（2）：24～26.

收稿日期：2018-9-4

作者簡(jiǎn)介：李日波（1983-），男，工程師、技師，碩士研究生，從事電氣試驗(yàn)研究及管理工作。