LCWB6—110W2型電流互感器膨脹器異常頂起原因分析

彭延濤 李繼東 李鵬

摘要：對電流互感器金屬膨脹器頂起這一異常現象通過現場試驗數據及設備解體進行了故障原因研究，并制定后續檢修策略，保證了變電設備安全運行和可靠供電。

關鍵詞：金屬膨脹器 ?故障電流互感器試驗數據分析 ?故障電流互感器解體原因分析 ?檢修策略

2014年8月25日檢修人員在巡檢時，發現110kV昌黎變電站111A相電流互感器運行中金屬膨脹器動作，金屬膨脹器頂起約150mm，已將金屬膨脹器外罩上蓋頂壞，判斷電流互感器內部壓力過高，存在內部故障。取油樣做色譜分析，分析結果A、C兩相內部存在過熱性故障，隨即對三相電流互感器進行了更換。該電流互感器為保定天威互感器廠2005年3月生產，2005年7月投入運行，型式為LCWB6-110W2，油紙電容型絕緣結構，設計動穩定電流125kA，熱穩定電流50kA。

1 金屬膨脹器相關介紹

金屬膨脹器是安裝在電流互感器或電壓互感器上配套使用的一種容積補償組件，用以補償變壓器油因溫度變化而發生的體積變化，在互感器正常運行時能保持其內部壓力基本不變，并使互感器能成為全密封產品。由于互感器內的變壓器油完全與大氣隔絕，所以能長期保持變壓器油的絕緣程度，不會受潮和氧化，因此是一種保證互感器正常運行的理想組件。目前國網冀北電力有限公司秦皇島供電公司廣泛使用的是金屬波紋式膨脹器。該型膨脹器由一定數量的膨脹節串聯焊接而成，具有油位顯示直觀，壓力反映靈敏等優點。

2 故障電流互感器試驗數據分析

2.1 油色譜試驗

變壓器油主要由烷烴、環烷烴和芳香烴組成，其中烷烴的熱穩定性最差。這些有機物在高溫下會發生裂化。在裂化過程中，主要是由大分子烷烴轉變成小分子烷烴、不飽和烴及氫。由于當設備內部存在故障引起過熱或高溫而發生裂化反應時，與不同的故障溫度相對應，必然會伴隨一些氣態烴的產生，如甲烷、乙烷、乙炔等。如果只有氫氣超標，說明互感器鐵芯或線圈受潮或油質不合格。但111電流互感器油樣A相氫氣及總烴嚴重超標，并有1.5ul/l乙炔含量、C相氫氣及總烴嚴重超標、B相氫氣有所增長，其他含量基本正常，表明設備內部存在故障引起過熱。具體數據如下：

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A相歷年色譜分析數據見下表：

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B相歷年色譜分析數據見下表：

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C相歷年色譜分析數據見下表：

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2.2 直流電阻試驗

測量電流互感器直流電阻的目的是檢查其一次、二次繞組的質量及回路的完整性，以發現各種原因所造成的導線斷裂、接頭開焊、接觸不良、匝間短路等缺陷。

昌黎111電流互感器一次繞組直流電阻歷年試驗數據

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2.3 絕緣電阻試驗

絕緣電阻值的大小常能靈敏地反映絕緣狀況，能有效發現絕緣整體受潮、老化以及絕緣擊穿等貫通性缺陷。

昌黎111電流互感器絕緣電阻歷年試驗數據

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2.4 介損及電容量試驗

介損試驗能有效發現絕緣受潮、劣化以及套管絕緣損壞等缺陷;測量電容型電流互感器末屏對地的tanδ主要是檢查電流互感器底部和電容芯子表面的絕緣狀況。

昌黎111電流互感器介損及電容量歷年試驗數據

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2.5 紅外測溫

110kV昌黎變電站111電流互感器紅外測溫周期為每周一次，故障前一周期檢測未發現設備溫度異常狀況。

3 故障電流互感器解體原因分析

2014年9月8日，會同制造廠在變電檢修室對該組CT進行了解體檢查，9月16日，在保定天威互感器廠，在廠內選取一只2006年5月產未運行過的互感器進行解體分析，經過對四臺互感器的解體檢查缺陷原因如下：

①解體4只互感器中2只發現一次連接螺母或背母存在松動問題。說明組裝工藝還存在一定問題，縮緊螺母沒有起到作用。存在螺母松動現象的互感器中，昌黎111A相互感器色譜異常，B相色譜未見異常。C相互感器一次連接未見松動，但油中氫含量嚴重超標，甲烷增量很大，說明內部還可能有其它隱患。

②A相互感器從零屏到第一主屏端屏處絕緣紙中出現的粘性物質，分析為絕緣材料繞制中涂刷了過量粘合膠，膠體和油發生作用產生的物質，該物質導致了局部放電量增大。

③4只互感器中鋁箔帶出現發黃和搭接處粘連現象，是鋁箔中的潮氣在真空干燥處理中產生的氧化物質，非電場作用所致。

④C相互感器油色譜氫含量超標是由于變壓器油中有游離氣體，且游離氣體聚集在特定位置時，局部放電存在，放電時（脈沖式局部放電）變壓器油分解的氣體主要是氫氣和少量甲烷。

⑤A、C相互感器解體檢查沒有發現明顯的突發放電故障，說明故障是穩步發展的，經過一段時間的累積在CT內部產生了較大壓力。

4 檢修策略

針對保定天威互感器廠電流互感器出現的產品質量問題，結合該公司目前設備運行情況制定檢修策略如下：

①對天威保變互感器有限公司2005-2006年產品加強監視，縮短油色譜檢測周期，交接帶負荷半年內及出現大負荷后進行一次絕緣油色譜分析，帶負荷24小時后一個周內及在大負荷間進行紅外精密測溫。

②在電流互感器交接試驗中增加一次直流電阻測試，測試結果不得大于出廠值10%。

③在該廠同批次CT上裝設絕緣在線監測裝置。

④經過與制造廠溝通，今后制造廠可以免費對發生故障的CT進行更換或維修。

參考文獻：

[1]電力設備交接和檢修后試驗規程[M].國網冀北電力有限公司，2013年12月.

[2]電力設備帶電檢測技術規范[M].國網冀北電力有限公司，2012，

10.

[3]楊天軍.變壓器故障原因分析[J].黑龍江科技信息，2009（14）.