充油電流互感器常見故障及處理

摘要：對常用的正立式充油電流互感器在試驗和巡視中各自可能發現的缺陷進行總結，對缺陷類型和部位進行了梳理，提出一些常見缺陷的處理方式，總結出現場充油互感器油中氫氣脫氫的處理方法。

關鍵詞：電流互感器 故障 處理

0 引言

正立式充油電流互感器是電力系統中運行數量較多的一種電氣設備，常用的一半分為鏈式絕緣結構和電容型絕緣結構，兩種結構互感器在缺陷的產生及顯現上都有很多相通之處，總結其缺陷的類型及處理經驗，對提高設備的維護水平有一定的幫助作用。

互感器缺陷主要由電氣試驗和巡視中發現，當發現互感器存在缺陷時，通常首先要對缺陷做出缺陷性質和發生部位方面的判斷、歸類，然后做進一步的故障定性、定位和嚴重程度以及發展趨勢的診斷，最后確定故障處理方案。

1 試驗發現的缺陷及處理

1.1 局部放電超過規定值

局部放電的發展與設備的運行狀況及局部放電的種類、其產生放電的位置和設備絕緣結構等多種因素有關，因此，一個絕緣系統壽命與放電量的關系分散性很大，局部放電超過規定值也不是設備必須退出運行的必要條件?？偟膩碇v，對一個絕緣系統來說是局部放電越小越好，現行標準規定局部放電量水平主要是考慮了現行普通工藝條件下，其保證設備正常運行條件下的使用壽命。對于新投設備，局部放電量應不超過規定值，超過了也不能說就不能運行。一般情況下可掌握：超過規定值1倍的放電量對設備的影響很?。怀^1倍以上4倍以下時需分析原因及監視運行；超過10倍或以上的，則設備就可能存在嚴重的隱形故障，一般都會在兩個月或兩年之間暴露出來。

油浸式電流互感器局部放電缺陷一般現場無法處理，最終要返廠進行處理。樹脂澆注型互感器局部放電超過規定值很多時，需要更換處理。

局部放電量大的主要原因有注油工藝不良（如注油后靜置時間短等）使器身存在氣泡或氣隙、制造過程中出現電容屏有較大裂縫或斷裂方面的損壞、一次繞組與零屏連接片壓接不良等。

1.2 絕緣電阻降低或介質損耗因數tanδ增大

出現上述情況時，一般是絕緣受潮所致。一般電容量也伴隨異常，油色譜分析氫氣增高。

對于電容型電流互感器，還要通過介質損耗因數正接線和反接線對比的試驗方法判斷出是本體受潮還是絕緣油受潮，以便對癥處理。

如果僅僅是絕緣油受潮，現場更換絕緣油處理；本體受潮需要退運進行干燥處理，但對于電容型電流互感器，由于現場干燥工藝與制造廠相比達不到應有的條件，加之成本較大，因此一般也要返廠處理。

1.3 主絕緣和末屏電容量變化

當電流互感器的電容型絕緣的屏間電容擊穿或嚴重受潮時，可出現主絕緣電容量增大的現象，但出現這類故障的概率極低。

當電流互感器出現一次接觸不良或末屏接地不良，在接觸面形成微小油隙時，相當于出現一個電容串接于主絕緣電容回路或末屏對地電容回路，此時可出現電容量偏小的現象。主絕緣出現電容量減小時可以測量一次繞組電阻進行驗證性試驗，末屏電容量減小確認末屏接地不良后，一般需要吊芯檢查。

1.4 油色譜分析過熱

電流互感器過熱故障多為接觸不良性過熱，絕大多數發生在互感器上部的換流片和儲油柜內部引線連接端子處，可以用紅外測溫進行驗證性試驗。紅外測溫也可以發現過熱性故障，反過來用油色譜分析進行驗證。

處理時，首先要將金屬膨脹器中的油放出，當放不出油后，打開膨脹器上端的氣塞，再放油估計將端子處從油中露出，拆除膨脹器，逐個檢查和處理緊固螺栓和各導電接觸面。

1.5 氫氣增高

以氫氣為主的故障氣體有時單一增長，并無其他氣體伴生，但以氫氣為主的故障表現對運行設備的危害程度卻有著很大的差別。主要原因有以下三個方面：

①局部放電。當設備存在低能量的局部放電時，因這種放電不涉及固體絕緣材料，主要產生氫氣，甲烷也少量伴隨上升。

②受潮。如果設備受潮，水分在電場的作用下電解產生氫氣，另外，水與鐵的化學反應也會產生大量的氫氣。

③非故障脫氫反應。變壓器油在煉制餾分的過程中，不可避免地會殘留一些輕質餾分，其中包括環已烷，環已烷在一定的條件下會發生脫氫反應，產生氫氣和苯。金屬膨脹器主要是不銹鋼合金制成，合金中的鎳是一種典型的脫氫催化劑，環已烷在熱、電和催化作用下，發生脫氫反應，產生氫氣，這成為使用金屬膨脹器互感器中并不鮮見的現象。

2 巡視發現的缺陷及處理

2.1 滲漏油

滲漏油不僅會帶來環境污染，還會影響設備的安全運行。電流互感器滲漏比較嚴重的地方是二次端子板，尤其使用瓷套管式的端子出線，處理時最好能更換有防滲漏措施的絕緣板式的端子板或使用澆鑄一體式的二次端子接線板。互感器的一次連接端子處也是滲漏多發處，由于端子受引線拉伸，運行中的引線擺動等使膠墊損壞，處理時盡量將平面密封的端子板更換為有密封墊槽的端子板，可以在密封面加密封膠，并調整引線的松弛度。

2.2 油面異常

電流互感器進行油色譜分析檢驗時，需要采油樣，互感器內的油面就會逐漸下降，如果夏天油面指示在中下部時，冬天油面指示就可能為零，但由于膨脹器的位置較高，在多數情況下，即使油面指示為零后其器身和引線部分仍在油中，不一定非要立即補油，可以根據計劃安排補油。補油油面不可過高，否則夏天膨脹器的膨脹拉伸過長會損壞波紋片。

2.3 運行時聲響異常

①電流互感器運行時由于鐵芯中的磁通很小，所以應當是無聲的，如果出現異常的交流“嗡嗡”聲，則大多是其二次回路出現高阻抗或二次開路，使鐵芯飽和而產生異常聲響，此時應重點檢查二次回路連接部分的接觸情況。由于電流互感器二次開路會產生很高的電壓，所以要特別注意必須在停電的條件下才能進行二次回路的檢查工作，以免發生人身危險。

②電流互感器運行時出現一些電暈聲是正常的，但對于兩種電流互感器如果“嗞嗞”的電暈聲異常過大，就表明存在缺陷。一種是充油電流互感器瓷打孔出線結構的，互感器頂端的金屬膨脹器與引線端子之間的等位線連接不良或開斷后，膨脹器處于懸浮電位而使電暈聲增大；另一種是10kV母線型電流互感器，其內腔覆有等電位屏蔽層，如果等電位線開斷或沒有連接，或購置了沒有屏蔽層的設備，就會產生較大的電暈噪聲。

3 機械方面的缺陷

主絕緣末屏常接于設備外殼，再通過設備外殼接地，如果設備外殼接地不良，即會造成末屏接地不良，從而引發絕緣事故。

4 充油互感器油現場脫氣工藝

氫氣增高如果是屬于非故障脫氫反應，可以現場進行脫氣處理。

打開互感器頂部膨脹器的外罩，按照圖1所示連接管路，將互感器內的油放出一些，使上部留有一定空間，一般油面距端面高度為20厘米左右，如果直接將真空泵接到互感器頂部，可以避免抽真空時將油抽到真空泵里。

連接完畢后，首先開動真空泵，然后慢慢打開氮氣罐減壓閥門，使氮氣由互感器底部充入，使氮氣在油中充分攪拌。此時在互感器下油箱可聽到類似水開后的“咕?！甭?，油中所含氣體在氮氣的攪拌下隨氮氣一同被真空泵抽出。這個抽空時間大約需要15分鐘至30分鐘，如果油中所含氣體較大，可適當延長時間。

關閉氮氣后，一般還需要繼續抽真空30分鐘。

表1為一臺110kV油浸電容式電流互感器故障處理前后現場脫氣30分鐘后的油色譜檢測氣體含量濃度數據，從表中數據可見，其脫氣的效果比較理想，并且方法簡單。

將氮氣由互感器底部注入，作用只是引起互感器內的油擾動，提高脫氣效率，縮短抽空時間，如果現場沒有氮氣，則需要抽真空3-5小時，應急的做法是使用干燥空氣，但不提倡。注意使用的氮氣必須純凈，否則可能會引起油中因氮氣中所含其他雜質氣體組分的升高。

5 結束語

充油電流互感器缺陷也不外乎過熱、放電、絕緣、機械等類型，內部缺陷通過電氣試驗、油色譜分析和紅外檢測相結合的試驗手段，結合設備巡視由外部發現的設備不正常運行現象，如滲漏、缺油、異常聲光等，可以將四種缺陷類型基本納入其中，把握好設備缺陷及時檢出和及時處理，就是保證電氣設備安全運行的最有效的手段之一。