10kV開關(guān)柜內(nèi)電流互感器的異常放電原因及處理

龔晟 魏孝勇 柴思遠(yuǎn) 郭俊羽 何政宇

摘要：利用帶電超聲波局放檢測(cè)技術(shù)對(duì)H市某變電站10kV開關(guān)內(nèi)電流互感器異常放電進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合檢測(cè)結(jié)果可以看出，電流互感器內(nèi)部和穿心鋁排的距離較近，且屏蔽措施沒有發(fā)揮出實(shí)際效果，導(dǎo)致電流互感器外部絕緣受到破壞，最后引起電流互感器超聲波數(shù)據(jù)異常的問(wèn)題出現(xiàn)，經(jīng)過(guò)科學(xué)的處理后，該異常放電問(wèn)題得到良好解決。本文結(jié)合具體變電站的項(xiàng)目，對(duì)10kV開關(guān)柜內(nèi)電流互感器的異常放電原因及處理方面進(jìn)行深入地研究與分析，并提出能夠有效解決問(wèn)題的措施。

關(guān)鍵詞：10kV開關(guān)柜;電流互感器;異常放電;故障原因;處理措施

當(dāng)前變電站內(nèi)的10kV開關(guān)柜主要應(yīng)用金屬鎧裝方式，這種技術(shù)成熟度較高，需要投入的成本較低，且檢修周期較長(zhǎng)，能夠有效降低變電站運(yùn)行維護(hù)成本。但是受到開關(guān)柜制造技術(shù)以及具體安裝的影響，許多變電站的10kV開關(guān)柜都存在絕緣薄弱問(wèn)題以及電場(chǎng)過(guò)度畸變問(wèn)題，在運(yùn)行過(guò)程中，受到懸浮、氣隙以及灰塵等多種因素的影響，會(huì)導(dǎo)致電流互感器出現(xiàn)異常放電問(wèn)題，如果沒有得到及時(shí)處理，就會(huì)導(dǎo)致絕緣被徹底擊穿，開關(guān)柜則無(wú)法正常運(yùn)行。

110kV開關(guān)柜電流互感器故障簡(jiǎn)要介紹

H市某變電站10kV開關(guān)柜出現(xiàn)超聲波局部放電現(xiàn)象，通過(guò)耳機(jī)能夠聽到明顯的異常放電聲音，且與其相鄰的其他開關(guān)柜不存在異常問(wèn)題，超聲波數(shù)據(jù)顯示其他開關(guān)柜運(yùn)行正常。從暫態(tài)地電壓數(shù)據(jù)可以看出，該10kV開關(guān)柜暫態(tài)地電壓雖然沒有超出20dB，但是明顯高于其他開關(guān)柜。該10kV開關(guān)柜為變電站主變進(jìn)線柜，采用全封閉結(jié)構(gòu)，頂部為敞開狀態(tài)，在現(xiàn)場(chǎng)采用超聲波探測(cè)器對(duì)其中部和下部的檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)異常放電較為強(qiáng)烈，中部和下部主要的電氣設(shè)備是穿心式電流互感器，經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)存在積灰問(wèn)題，放電源自TA表面放電[1]。該10kV開關(guān)柜的帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)如下表所示。

210kV開關(guān)柜內(nèi)電流互感器的異常放電原因分析

2.1停電檢查

在停電檢查期間發(fā)現(xiàn)，該10kV開關(guān)柜內(nèi)電流互感器穿心鋁排和表面的距離過(guò)近，三相電流互感器和鋁排之間存在放電現(xiàn)象;雖然已經(jīng)安裝屏蔽線，但是內(nèi)腔屏蔽銅片存在脫落問(wèn)題;外部出現(xiàn)明顯脫落問(wèn)題，脫落物呈現(xiàn)就黑色塊狀，電流互感器絕緣具有老化問(wèn)題。

2.2耐壓試驗(yàn)

為了進(jìn)一步確定異常放電原因，同時(shí)派出試驗(yàn)過(guò)程中設(shè)備和引線對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該10kV開關(guān)柜電壓相鄰的320開關(guān)柜分別施加電壓，在施加電壓過(guò)程中對(duì)320開關(guān)柜和該10kV開關(guān)柜的超聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)耐壓結(jié)果表明，在該10kV開關(guān)柜的A相、B相以及C相電壓是加到運(yùn)行相電壓5.70kV時(shí)，該10kV開關(guān)柜三相都發(fā)生放電，在電壓增加到10kV時(shí)不通過(guò)觀測(cè)儀器已經(jīng)能夠明顯聽到異常聲響，而相鄰的320開關(guān)柜卻沒有異常聲響，儀器顯示數(shù)據(jù)正常。當(dāng)B相和C相電壓升高到20kV時(shí)，放電聲音更加劇烈，超聲波數(shù)據(jù)超過(guò)60dB;當(dāng)A向電壓升高到20kV時(shí)，超聲波局放為30dB。

2.3停電局部放電

為了準(zhǔn)確判斷電流互感器的內(nèi)部情況，將拆下的電流互感器進(jìn)行停電局部放電試驗(yàn)，同時(shí)在電流互感器周圍金屬圍欄和部件進(jìn)行暫態(tài)地電壓信號(hào)和超聲波信號(hào)監(jiān)測(cè)。試驗(yàn)過(guò)程中背景放電量低于5pC，符合停電局部放電試驗(yàn)要求，超聲波背景為-5dB，暫態(tài)地電壓背景為15dB。下表為局部放初始電壓和暫態(tài)地電壓信號(hào)[2]。

根據(jù)上表數(shù)據(jù)表明，B相檢測(cè)到超聲波信號(hào)，說(shuō)明電流互感器局部存在放電問(wèn)題，C相能夠同時(shí)在周圍金屬部件中檢測(cè)到明顯的暫態(tài)地電壓信號(hào)，從而能夠說(shuō)明電流互感器內(nèi)部絕緣存在缺陷問(wèn)題。

在A相電流互感器的不同時(shí)刻局部放電量試驗(yàn)中，10：45時(shí)刻局部放電量為656.2pC，11：46時(shí)刻局部放電量為4325.8pC，11：47時(shí)刻局部放電量為4338.2pC，可以看出，后續(xù)局部放電量穩(wěn)定在4000pC以上，最大放電量得到4338.1pC;B相電流互感器在不同時(shí)刻的局部放電量數(shù)據(jù)為：15：15時(shí)刻局部放電量為136.1pC，15：16時(shí)刻局部放電量為962.4pC，15：17時(shí)刻局部放電量為1113.3pC，后續(xù)局部放電量穩(wěn)定在1000pC以上，最大放電量為1345.2pC;C相電流互感器在不同時(shí)刻的局部放電量數(shù)據(jù)為：15：29時(shí)刻局部放電量為5202.3pC，15：30時(shí)刻局部放電量為4257.1pC，15：31時(shí)刻局部放電量為5875.9pC，后續(xù)局部放電量穩(wěn)定在5000pC以上，最大放電量為6497pC。綜合以上的數(shù)據(jù)可以看出，三相電流互感器都存在著局部放電問(wèn)題，放電量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

3結(jié)論

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電流互感器的檢查結(jié)果，以及耐壓診斷和停電局部放電數(shù)據(jù)，對(duì)10kV開關(guān)柜的異常放電原因進(jìn)行分析，得到如下結(jié)論：（1）電流互感器和鋁排距離過(guò)近導(dǎo)致電場(chǎng)過(guò)度畸變，放電從此處開始不斷發(fā)展。（2）電流互感器自身質(zhì)量存在問(wèn)題，在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)老化和絕緣脫落，導(dǎo)致電流互感器內(nèi)腔和鋁排至今的放電強(qiáng)度提高。（3）因?yàn)殇X排和電流互感器內(nèi)腔距離過(guò)近緊，在運(yùn)行過(guò)程中導(dǎo)致部分屏蔽材料老化和脫落，從而引起異常發(fā)電問(wèn)題[3]。

4處理措施及效果分析

針對(duì)上述故障問(wèn)題，本文建議更換開關(guān)柜內(nèi)電流互感器，采用銅排導(dǎo)體對(duì)鋁排進(jìn)行替換，并減少導(dǎo)線排面積提高導(dǎo)體與電流互感器內(nèi)的空氣間隙。在新的電流互感器安裝完成后，超聲波檢測(cè)、耐壓試驗(yàn)以及停電檢測(cè)，當(dāng)電壓增加到20kV后，該開關(guān)柜沒有出現(xiàn)異常發(fā)電信號(hào)，在運(yùn)行一個(gè)月內(nèi)進(jìn)行帶電檢測(cè)，故障問(wèn)題得以全部消除，從而說(shuō)明本次維修處理方案取得良好效果，電流互感器異常放電問(wèn)題得以全部消除。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合H市某變電站的具體案例，對(duì)其10kV開關(guān)柜電流互感器異常放電問(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)停電檢測(cè)、耐壓檢測(cè)等確定異常放電原因，并制定相應(yīng)的處理措施，取得良好的處理效果，希望能夠?qū)ζ渌冸娬就愋凸收咸幚砥鸬揭欢ǖ慕梃b和幫助作用。

參考文獻(xiàn)

[1]寶鵬， 王桂芝. 一起10 kV電流互感器放電故障的處理及分析[J]. 電世界， 2019， 60（004）：1-1.

[2]王帆舟， 管婧寧. 10kV開關(guān)柜內(nèi)電流互感器異常放電問(wèn)題的處理[J]. 商品與質(zhì)量， 2019， 000（013）：237=237.

[3]梁毅剛. 分析220kV母差保護(hù)電流互感器斷線異常原因及處理方式[J]. 電力系統(tǒng)裝備， 2019，000（006）：2-2.