電容型設(shè)備相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)帶電檢測(cè)異常分析判斷

趙峻峰　吳灝　霍曉良　黎超

摘 要：帶電檢測(cè)技術(shù)是電力設(shè)備狀態(tài)檢修基礎(chǔ)，介質(zhì)損耗因素是判斷電容型設(shè)備絕緣狀態(tài)的重要參數(shù)，相對(duì)介損的測(cè)量能夠通過歷史數(shù)據(jù)的比較，判斷設(shè)備的狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：電容型設(shè)備、帶電檢測(cè)、相對(duì)質(zhì)損、故障分析

0 引言

采用電容屏絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)備，如電容型電流互感器、電容式電壓互感器、耦合電容器、電容型套管等均屬于電容型設(shè)備。兩個(gè)電容型設(shè)備在同相情況下相同電壓下在電容末端測(cè)得兩個(gè)電流矢量差，對(duì)兩個(gè)矢量的角差進(jìn)行正切計(jì)算，所得數(shù)值叫做相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)。

1 檢測(cè)方法及原理

電容型設(shè)備相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)量可分為絕對(duì)測(cè)量法和相對(duì)測(cè)量法。

絕對(duì)測(cè)量法是通過安裝在設(shè)備末屏接地線上和安裝電壓互感器二次端子上的信號(hào)取樣單元分別獲取被試設(shè)備CX的末屏接地電流信號(hào)IX 和PT 二次電壓信號(hào)，兩路電流信號(hào)。通過計(jì)算得到介質(zhì)損耗因數(shù)及設(shè)備電容量。

相對(duì)測(cè)量法是在不影響電容型設(shè)備正常運(yùn)行條件下，能帶電檢測(cè)設(shè)備的介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量。選擇一臺(tái)與被試設(shè)備CX 同相的電容型設(shè)備作為參考設(shè)備CN，通過串接在被試設(shè)備末屏接地線上的信號(hào)取樣單元分別測(cè)量參考電流信號(hào)IN 和被測(cè)電流信號(hào)Ix，獲得被試設(shè)備和參考設(shè)備的相對(duì)介損損耗因數(shù)和相對(duì)電容量比值。

2 分析判斷方法

對(duì)于同一參考設(shè)備，電容型設(shè)備帶電測(cè)試應(yīng)符合<電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（試行）>：

1）同一組電容型設(shè)備三相帶電相對(duì)測(cè)試結(jié)果的變化趨勢(shì)不應(yīng)有明顯變化。

2）必要時(shí)以參考設(shè)備停電試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，依照以下公式可換算出tanδ及電容量絕對(duì)值，并按DL/T393-2010《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》中關(guān)于電容型設(shè)備停電例行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)判斷其絕緣狀況。

tanδX0 =（tanδX-tanδN）+ tanδN0

CX0 =CX/CN×CN0

3）采用相對(duì)測(cè)量法測(cè)試電容式電壓互感器的介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量，由于受電磁單元的影響，測(cè)量結(jié)果可能會(huì)有較大偏差，可通過歷次試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合比較，根據(jù)數(shù)據(jù)變化情況判斷絕緣狀況。

4）數(shù)據(jù)分析還應(yīng)綜合考慮設(shè)備的歷史運(yùn)行狀況、同類型設(shè)備的參考數(shù)據(jù)，同時(shí)參考其他帶電測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果，如油色譜試驗(yàn)、紅外測(cè)溫以及高頻局部放電測(cè)試等。

3 案例概述

某220kV變電站電流互感器例行帶電測(cè)試，發(fā)現(xiàn)193C相CT相對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)較歷次測(cè)試數(shù)據(jù)增大明顯，電容量無變化，引起注意。隨后進(jìn)行油色譜分析及高壓診斷試驗(yàn)均未發(fā)現(xiàn)明顯異常。

隨后該CT在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了額定電壓下介損及電容量測(cè)試、局部放電測(cè)試。發(fā)現(xiàn)該只CT 10kV下介損與額定電壓下介損相比超過0.3%，局部放電量為234pC（標(biāo)準(zhǔn)值為20pC），均超過標(biāo)準(zhǔn)值要求。并進(jìn)行了解體，發(fā)現(xiàn)該CT L2端腰部?jī)?nèi)側(cè)第4屏、第5屏、第6屏鋁箔紙均出現(xiàn)不同程度的縱向開裂，長(zhǎng)度為150mm，縱向?qū)挾葹?mm，其中第6屏最為嚴(yán)重。

3.1油色譜試驗(yàn)情況

色譜分析氫氣含量13011.9μL /L、總烴640.0μL /L均超過注意值，經(jīng)計(jì)算三比值為編碼為010，故障類型判斷為低能量密度的局部放電，具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下（單位μL /L）。

3.2帶電測(cè)試數(shù)據(jù)情況

193CT每年至少進(jìn)行一次帶電相對(duì)介損及電容量測(cè)試，上次之前193C相CT相對(duì)介損及電容量，均為明顯變化，但本次帶電試驗(yàn)數(shù)據(jù)與歷次比較，相對(duì)介損由上次的0.27%增加為現(xiàn)在的0.66%，介損增加顯著，電容量無明顯變化。

介損初值差為：（0.66-0.22）/0.22×100%=200%，依據(jù)國網(wǎng)公司《電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（試行）》的要求，判斷為缺陷設(shè)備。

測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

3.3 實(shí)驗(yàn)室高壓試驗(yàn)

結(jié)合以往停電測(cè)試數(shù)據(jù)，193C相CT，主絕緣介損由0.319%變化為現(xiàn)在0.403%，增大0.084%，電容量無明顯變化。末屏介損及電容量均無明顯變化。

CT主絕緣介損及電容量

依據(jù)《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》，測(cè)量tanδ與測(cè)量電壓之間的關(guān)系曲線，測(cè)量電壓從10kV到，tanδ的增量大于±0.003，判斷設(shè)備存在內(nèi)部絕緣缺陷。

局部放電測(cè)測(cè)試施加電壓

3.4解體情況

解體發(fā)現(xiàn)該CT L2端腰部?jī)?nèi)側(cè)第4屏、第5屏、第6屏鋁箔紙均出現(xiàn)不同程度的縱向開裂，長(zhǎng)度為150mm，縱向?qū)挾葹?mm，其中第6屏最為嚴(yán)重。

4 結(jié)論

綜合以上油色譜、容性設(shè)備帶電檢測(cè)、額定電壓下介損電容量、局部放電測(cè)試結(jié)果及解體情況，判斷193C相CT內(nèi)部存在低能量密度的局部放電缺陷。

缺陷原因：生產(chǎn)廠家在制造過程中，L2端子腰部安裝受力不均，鋁箔紙擠壓出現(xiàn)開裂，產(chǎn)生空穴（氣隙）。在運(yùn)行電壓下，出現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)分布不均，導(dǎo)致低能量放電，介損增大。

處理措施：1.加強(qiáng)容性設(shè)備介損及電容量帶電檢測(cè)。2.全面開展帶電取油樣。

電容型設(shè)備帶電測(cè)試技術(shù)可靈敏發(fā)現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備中的絕緣缺陷，判斷設(shè)備的絕緣狀況，為設(shè)備的健康、安全運(yùn)行提供技術(shù)保證。

參考文獻(xiàn)

[1]<電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（試行）>，國家電網(wǎng)公司生變電〔2010〕11 號(hào)文。