電流互感器介損超標(biāo)故障分析

王佼

（國(guó)網(wǎng)河北省電力公司保定供電公司，河北保定071000）

電流互感器介損超標(biāo)故障分析

王佼

（國(guó)網(wǎng)河北省電力公司保定供電公司，河北保定071000）

介紹一起由于局部放電引起的電容型電流互感器介損值增大的絕緣故障，對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行帶電測(cè)試、油化試驗(yàn)、高壓介損試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)和解體檢查，分析故障產(chǎn)生原因，并提出預(yù)防措施，對(duì)類似情況的檢查和預(yù)防具有一定借鑒意義。

電流互感器；介損；局部放電；帶電檢測(cè)

0 引言

局部放電是指電容型設(shè)備絕緣部分被擊穿的電氣放電，它發(fā)生在一個(gè)或幾個(gè)絕緣內(nèi)部的缺陷中（如氣隙或氣泡），其放電量并不大，短時(shí)間內(nèi)不影響設(shè)備的絕緣強(qiáng)度，但在長(zhǎng)期工作電壓作用下，局部放電將產(chǎn)生累計(jì)效應(yīng)，致使絕緣缺陷逐步擴(kuò)大，最后導(dǎo)致整個(gè)絕緣擊穿，造成安全隱患。系統(tǒng)中不少電流互感器故障是由局部放電發(fā)展形成的［1］。

結(jié)合一起帶電檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的110 kV電流互感器絕緣故障實(shí)例，通過電流互感器試驗(yàn)分析和解體檢查，找到故障原因。

1 缺陷描述

2015-06-19，試驗(yàn)人員對(duì)某110 kV變電站電流互感器進(jìn)行例行帶電測(cè)試，發(fā)現(xiàn)172間隔C相電流互感器的相對(duì)介損值較A、B兩相試驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯增大，而電容量未見異常，據(jù)此判斷設(shè)備內(nèi)部存在缺陷。帶電測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。該設(shè)備為油箱瓷套式電容型絕緣U字型結(jié)構(gòu)，型號(hào)為L(zhǎng)CWB6-110W3，2006年12月出廠，2008年1月投運(yùn)。

表1 172間隔電流互感器帶電測(cè)試

2 試驗(yàn)分析

2.1 介質(zhì)損耗

電介質(zhì)在電壓作用下，由于電導(dǎo)和極化的滯后作用引起的能量損耗，稱為介質(zhì)損耗。對(duì)于良好的絕緣而言，介質(zhì)損耗是非常微小的，然而當(dāng)絕緣出現(xiàn)缺陷時(shí)，介質(zhì)損耗會(huì)明顯增大，通常會(huì)使絕緣介質(zhì)溫度升高，絕緣性能劣化，甚至導(dǎo)致絕緣擊穿，失去絕緣作用［2］。測(cè)量介質(zhì)損耗是絕緣試驗(yàn)的主要項(xiàng)目之一，

在發(fā)現(xiàn)絕緣受潮、老化等分布性缺陷方面比較靈敏有效。

172間隔電流互感器于2009年和2010年的介質(zhì)損耗測(cè)試數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 172間隔電流互感器停電測(cè)試

《河北省電力公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定，油浸式電流互感器帶電試驗(yàn)tanδ測(cè)量值與初值比較變化量不超過±0.003，電容測(cè)量值與初值變化率不超過±5%。從表1可以換算出C相帶電測(cè)試介損的絕對(duì)值為0.005 5，較2009年停電數(shù)據(jù)增大0.003 25，較2010年停電數(shù)據(jù)增大0.003 18，已超出規(guī)程規(guī)定的注意值。

2.2 油色譜試驗(yàn)

充油電氣設(shè)備的潛伏性故障所產(chǎn)生的可燃性氣體大部分會(huì)溶解于油，隨著故障的持續(xù)，這些氣體在油中不斷積累，直至飽和甚至析出氣泡。因此，分析油中溶解氣體的組分和含量是診斷充油電流互感器故障存在與發(fā)展情況的一個(gè)重要依據(jù)。

檢修人員對(duì)設(shè)備外觀進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)C相電流互感器的油位不可見，但無(wú)滲漏。針對(duì)172間隔C相電流互感器介損值增大的缺陷，進(jìn)行了油色譜追蹤試驗(yàn)。油色譜分析數(shù)據(jù)見表3。油色譜數(shù)據(jù)分析可以看出，H2體積分?jǐn)?shù)達(dá)到了24 175.9 μL／L，大大超過狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的注意值150 μL／L，CH4、C2H6均有明顯增長(zhǎng)，且有0.61 μL／L乙炔出現(xiàn)，油中微量水分也由5 μL／L增長(zhǎng)到12 μL／L，三比值編碼為100，由三比值法對(duì)應(yīng)的故障類型判斷可知，172間隔C相電流互感器可能存在低能放電性故障。

表3 172電流互感器C相油色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)表（體積分?jǐn)?shù)）μL/L

因此，初步判斷該設(shè)備存在放電性故障。而油位不可見是由于內(nèi)部放電導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)壓增加，引起油位超過上限所致。

2.3 高壓介損試驗(yàn)

試驗(yàn)人員對(duì)該電流互感器又進(jìn)行了高壓介損試驗(yàn)。通過測(cè)量tanδ與試驗(yàn)電壓的關(guān)系曲線，可以更有效地診斷絕缺陷［3］。對(duì)C相電流互感器進(jìn)行主絕緣高壓介損試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓包括10 kV、30 kV、50 kV和，測(cè)試結(jié)果見表4，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制介損隨電壓變化趨勢(shì)圖，如圖1所示。

表4 172電流互感器C相全壓介損測(cè)試

圖1 172電流互感器C相主絕緣介損隨電壓變化曲線

由表4可以看出，10kV電壓下介損值為0.00532，該測(cè)試值與帶電測(cè)試數(shù)據(jù)基本吻合，較2010年停電數(shù)據(jù)（0.002 32）增長(zhǎng)了0.003，增長(zhǎng)幅度較大。

2.4 局部放電測(cè)試

對(duì)C相電流互感器主絕緣進(jìn)行局部放電測(cè)試。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，選用頻率為50 Hz的電源，從高壓側(cè)施加試驗(yàn)電壓，試驗(yàn)電壓在不大于1／3規(guī)定測(cè)量電壓下接通電源，再開始緩慢均勻上升到預(yù)加電壓，保持10 s后，降到規(guī)定測(cè)量電壓，保持1 min以上，再讀取放電量，最后降到1／3測(cè)量電壓以下，切除電源。測(cè)試結(jié)果見表5，放電圖譜如圖2、圖3所示。

表5 172電流互感器C相局部放電測(cè)試

圖2 起始放電時(shí)的放電圖譜

圖3 1.2Um/電壓下放電響應(yīng)波形

2.5 解體檢查

對(duì)110 kV變電站172間隔C相電流互感器進(jìn)行解體檢查，如圖4和圖5所示。4號(hào)電容屏的錫箔紙褶皺嚴(yán)重，且在錫箔紙壓接處有明顯的黑色放電痕跡，說(shuō)明存在局部放電故障。造成故障的原因?yàn)閺S家制造工藝不良，錫箔紙存在嚴(yán)重褶皺。在交流運(yùn)行電壓作用下，4號(hào)電容屏承受的電場(chǎng)強(qiáng)度不均勻，引起低能量放電，從而導(dǎo)致介損值增加。

圖4 解體后的錫箔紙存在褶皺情況

圖5 解體后的錫箔紙有放電痕跡

2.6 結(jié)果分析

此次故障原因?yàn)樵O(shè)備質(zhì)量存在問題，導(dǎo)致設(shè)備局部放電故障，引起主絕緣介損值增大。因此，要求強(qiáng)化設(shè)備工藝質(zhì)量控制，設(shè)備裝配完成后要嚴(yán)格按照國(guó)網(wǎng)公司要求進(jìn)行出廠試驗(yàn)，保證出廠設(shè)備質(zhì)量合格，避免隱患產(chǎn)品進(jìn)行投運(yùn)。同時(shí)，要開展對(duì)同廠家同型號(hào)同批次的電流互感器的故障排除工作，并建立跟蹤檔案。

3 結(jié)語(yǔ)

檢修人員對(duì)172間隔C相電流互感器進(jìn)行停運(yùn)更換，并對(duì)新上設(shè)備進(jìn)行高壓試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目有：主絕緣絕緣電阻、末屏絕緣電阻、二次絕緣電阻、主絕緣全壓介損、末屏介損/電容量、主絕緣局部放電測(cè)試。試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格，設(shè)備可投入運(yùn)行。

在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下開展帶電檢測(cè)，可有效地監(jiān)測(cè)電流互感器運(yùn)行狀況并及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣故障。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電容型電流互感器的介損以及電容量的帶電檢測(cè)工作，并全面開展帶電取油樣工作，通過綜合評(píng)價(jià)手段對(duì)設(shè)備的健康水平實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，以排除設(shè)備潛伏性運(yùn)行隱患，保證電流互感器的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］王樹聲.變電檢修［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2010.

［2］彭江，程序，劉明，等.電網(wǎng)設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2014.

［3］陳志勇，閻春雨，張建忠.電流互感器高電壓介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ的測(cè)量［J］.河北電力技術(shù)，2005，24（5）：33－34.

［4］Q／GDW 04－10501047—2010河北省電力公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［5］DL／T 417—2006電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量導(dǎo)則［S］.

［6］黃新波.變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與故障診斷［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2012.

Analysis of Current Transformer Abnormal Dielectric Loss Fault

WANG Jiao
（State Grid Baoding Power Supply Company，Baoding 071000，China）

A capacitive current transformer abnormal dielectric loss fault caused by partial discharge was introduced.Through the live detection，oil chromatography test，high voltage dielectric loss test，partial discharge test and disassemble inspection of the failure equipment，causes of the fault were analyzed and treatment measures were proposed.Analysis results and improvement measures have

ignificance for inspection and prevention of the similar situation.

current transformer；dielectric loss；partial discharge；live detection

TM452

B

1007－9904（2016）10－0055－04

2016-05-12

王佼（1987），男，工程師，從事繼電保護(hù)及電氣試驗(yàn)工作。