電容型設備相對介質損耗因數(shù)帶電檢測異常分析判斷

趙峻峰　吳灝　霍曉良　黎超

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

關鍵詞：電容型設備、帶電檢測、相對質損、故障分析

0 引言

采用電容屏絕緣結構的設備，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備。兩個電容型設備在同相情況下相同電壓下在電容末端測得兩個電流矢量差，對兩個矢量的角差進行正切計算，所得數(shù)值叫做相對介質損耗因數(shù)。

1 檢測方法及原理

電容型設備相對介質損耗因數(shù)測量可分為絕對測量法和相對測量法。

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

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

2 分析判斷方法

對于同一參考設備，電容型設備帶電測試應符合<電力設備帶電檢測技術規(guī)范（試行）>：

1）同一組電容型設備三相帶電相對測試結果的變化趨勢不應有明顯變化。

2）必要時以參考設備停電試驗結果為依據(jù)，依照以下公式可換算出tanδ及電容量絕對值，并按DL/T393-2010《輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》中關于電容型設備停電例行試驗標準判斷其絕緣狀況。

tanδX0 =（tanδX-tanδN）+ tanδN0

CX0 =CX/CN×CN0

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

4）數(shù)據(jù)分析還應綜合考慮設備的歷史運行狀況、同類型設備的參考數(shù)據(jù)，同時參考其他帶電測試試驗結果，如油色譜試驗、紅外測溫以及高頻局部放電測試等。

3 案例概述

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

隨后該CT在實驗室進行了額定電壓下介損及電容量測試、局部放電測試。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（標準值為20pC），均超過標準值要求。并進行了解體，發(fā)現(xiàn)該CT L2端腰部內側第4屏、第5屏、第6屏鋁箔紙均出現(xiàn)不同程度的縱向開裂，長度為150mm，縱向寬度為5mm，其中第6屏最為嚴重。

3.1油色譜試驗情況

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

3.2帶電測試數(shù)據(jù)情況

193CT每年至少進行一次帶電相對介損及電容量測試，上次之前193C相CT相對介損及電容量，均為明顯變化，但本次帶電試驗數(shù)據(jù)與歷次比較，相對介損由上次的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)國網公司《電力設備帶電檢測技術規(guī)范（試行）》的要求，判斷為缺陷設備。

測試數(shù)據(jù)如下：

3.3 實驗室高壓試驗

結合以往停電測試數(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)《輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》，測量tanδ與測量電壓之間的關系曲線，測量電壓從10kV到，tanδ的增量大于±0.003，判斷設備存在內部絕緣缺陷。

局部放電測測試施加電壓

3.4解體情況

解體發(fā)現(xiàn)該CT L2端腰部內側第4屏、第5屏、第6屏鋁箔紙均出現(xiàn)不同程度的縱向開裂，長度為150mm，縱向寬度為5mm，其中第6屏最為嚴重。

4 結論

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

缺陷原因：生產廠家在制造過程中，L2端子腰部安裝受力不均，鋁箔紙擠壓出現(xiàn)開裂，產生空穴（氣隙）。在運行電壓下，出現(xiàn)場強分布不均，導致低能量放電，介損增大。

處理措施：1.加強容性設備介損及電容量帶電檢測。2.全面開展帶電取油樣。

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

參考文獻

[1]<電力設備帶電檢測技術規(guī)范（試行）>，國家電網公司生變電〔2010〕11 號文。