電流互感器內(nèi)部接觸不良缺陷分析

劉 赟，孫利朋，劉興文，段肖力，單周平

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長(zhǎng)沙410007)

電流互感器內(nèi)部接觸不良缺陷分析

劉 赟，孫利朋，劉興文，段肖力，單周平

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長(zhǎng)沙410007)

結(jié)合一起電流互感器內(nèi)部接觸不良造成的發(fā)熱缺陷，分析了該類型缺陷的查找、跟蹤和確認(rèn)方法，為該類型缺陷的分析和診斷提供參考。

電流互感器；紅外測(cè)溫；發(fā)熱；接觸不良

電流互感器(簡(jiǎn)稱“TA”)在正常運(yùn)行時(shí)要承受運(yùn)行電壓和運(yùn)行電流，往往會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱性缺陷。外部發(fā)熱缺陷的發(fā)熱溫度一般較高，其紅外熱像儀成像清晰，大部分均可以通過紅外測(cè)溫及時(shí)發(fā)現(xiàn)；內(nèi)部發(fā)熱缺陷的溫升值通常不是很高，往往不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而造成缺陷的漏判，而內(nèi)部發(fā)熱往往會(huì)造成嚴(yán)重的絕緣事故。

1 常見發(fā)熱缺陷及原因分析

根據(jù)缺陷的性質(zhì)不同，電流互感器的常見發(fā)熱缺陷分為電流致熱型缺陷和電壓致熱型缺陷，其中電流致熱型缺陷的主要原因是接觸不良〔1-4〕，易發(fā)生該類缺陷的部位有:1)進(jìn)出線端子板；2)串并聯(lián)端子板；3)內(nèi)部一次導(dǎo)桿與出線端子板之間的緊固螺栓；4)二次接線端子板。

電壓致熱型缺陷〔1，5〕的主要部位和原因有:1)局部器身，其原因可能是局部存在雜質(zhì)、受潮、氣泡、接觸不良等絕緣缺陷造成的嚴(yán)重局部放電；2)互感器上部，其原因可能是漏油致使頂部缺油，從而引起放電；3)末屏，其原因可能是末屏接觸不良；4)器身整體，其原因可能是整體嚴(yán)重老化或受潮；5)外絕緣污穢、傘裙破損或爬電距離不足等原因造成的放電。

2 缺陷情況介紹

通過紅外測(cè)溫，發(fā)現(xiàn)某500 kV變電站內(nèi)620B相TA(型號(hào)為ATH-245/F，倒立式結(jié)構(gòu)，一次側(cè)額定電流為2 400 A)靠刀閘側(cè)的一次接線板存在異常發(fā)熱，紅外測(cè)溫圖譜如圖1所示，發(fā)熱點(diǎn)集中在一次接線板上，根據(jù)典型紅外測(cè)溫圖譜來看〔7〕，為外部接觸不良引起的發(fā)熱，此時(shí)的負(fù)載電流為1260.31 A，發(fā)熱點(diǎn)溫度為68.5℃，正常相溫度為45℃，環(huán)境參考體溫度為39℃，溫升為29.5℃，相對(duì)溫差為79.6%，接近于嚴(yán)重缺陷〔6〕。

圖1 紅外測(cè)溫圖譜(7月6日)

在此之前對(duì)該TA進(jìn)行過一次紅外測(cè)溫，其測(cè)試的負(fù)載電流為734.24 A，相同部位的一次端子板溫度為42℃，環(huán)境參考體溫度為37℃，溫升為5℃，為正常設(shè)備，但前后兩次測(cè)試的負(fù)載電流變化較大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式〔8，9〕

式中 Δθ1為在實(shí)際負(fù)荷電流為Il時(shí)實(shí)際檢測(cè)的接頭相對(duì)溫升值；Δθn為折算成額定電流In時(shí)的接頭相對(duì)導(dǎo)線的溫升。在負(fù)載電流為1 260.31 A時(shí)的溫升應(yīng)為14.7℃，而測(cè)試時(shí)的溫升值為26.5℃，說明該TA一次接線端子板處的發(fā)熱存在發(fā)展趨勢(shì)。

7月18日對(duì)該TA進(jìn)行了紅外測(cè)溫跟蹤復(fù)測(cè)，紅外測(cè)溫圖譜如圖2所示。此時(shí)的負(fù)載電流為886 A，一次接線端子板處的溫度為86.8℃，環(huán)境參考體溫度為40℃，正常相溫度為44℃，相對(duì)溫差為91.5%，為嚴(yán)重缺陷，且溫度有明顯上升趨勢(shì)。

此外，該TA的膨脹器有明顯整體均勻發(fā)熱現(xiàn)象，溫度達(dá)到了45℃，相對(duì)溫差為5 K，其發(fā)熱的原因有3種可能:1)一次接線端子板發(fā)熱，通過熱傳導(dǎo)，導(dǎo)致膨脹器發(fā)熱，但熱傳導(dǎo)發(fā)熱應(yīng)為一次接線端子板為最高發(fā)熱點(diǎn)，距離該發(fā)熱點(diǎn)越遠(yuǎn)，發(fā)熱程度越小，而目前膨脹器整體均勻發(fā)熱，因此，該可能性較小；2)膨脹器內(nèi)部存在接觸不良導(dǎo)致發(fā)熱，內(nèi)部發(fā)熱會(huì)導(dǎo)致TA內(nèi)部油溫升高，通過油的對(duì)流，導(dǎo)致膨脹器均勻發(fā)熱；3)TA嚴(yán)重缺油，膨脹器內(nèi)的油量偏少，其內(nèi)部一次導(dǎo)電接觸部分暴露在空氣中，空氣的散熱能力遠(yuǎn)小于油，從而使其發(fā)熱，但該TA油位正常，且沒有出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象。綜合上述分析來看，膨脹器內(nèi)部存在接觸不良導(dǎo)致發(fā)熱的可能性較大。

圖2 紅外測(cè)溫圖譜(7月18日)

7月21日，運(yùn)行人員巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)該TA出現(xiàn)明顯漏油，但油位暫時(shí)正常，而一次接線端子板和膨脹器溫度有再次升高。因此，立即申請(qǐng)停電檢修。

3 發(fā)熱情況檢查和分析

從該TA的外觀來看，一次接線端子板已明顯發(fā)黑，說明一次接線端子板處發(fā)熱較嚴(yán)重。漏油點(diǎn)為串并聯(lián)接線端子板的螺孔周圍，螺孔周圍的環(huán)氧樹脂板存在細(xì)小裂縫。

對(duì)該TA進(jìn)行解體，發(fā)現(xiàn)一次串并聯(lián)連接處一側(cè)螺栓明顯松動(dòng)，且螺栓附近已明顯變黑。

綜合該TA外觀檢查和解體情況來看:1)一次接線端子板處存在接觸不良缺陷，該缺陷是造成一次接線端子板發(fā)熱的原因；2)TA內(nèi)部一次串并聯(lián)連接處接觸不良缺陷，造成金屬膨脹器發(fā)熱；3)該TA內(nèi)部和外部接線端子板均存在接觸不良缺陷，導(dǎo)致串并聯(lián)接線端子板的螺栓處振動(dòng)增強(qiáng)，使環(huán)氧樹脂板出現(xiàn)細(xì)小裂縫，并致使該TA漏油。

4 結(jié)論和建議

1)對(duì)于電流致熱型缺陷應(yīng)結(jié)合負(fù)載變化情況，分析其發(fā)熱嚴(yán)重程度；在負(fù)載較小時(shí)，即使發(fā)熱不嚴(yán)重，也應(yīng)對(duì)缺陷進(jìn)行記錄，在負(fù)載變大時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行跟蹤檢測(cè)。

2)當(dāng)TA本體或金屬膨脹器發(fā)熱時(shí)，即使發(fā)熱程度較小，也應(yīng)引起重視，宜結(jié)合負(fù)載情況、油位變化情況、油色譜分析等進(jìn)行綜合診斷分析。

3)分析紅外成像圖時(shí)，應(yīng)選擇合適的溫寬，對(duì)發(fā)熱部位進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

〔1〕謝慶華.紅外診斷技術(shù)在帶電設(shè)備缺陷診斷中的運(yùn)用〔J〕.四川電力技術(shù)，2008，31(增刊):51-54.

〔2〕伍國(guó)興，李健偉，張繁.110 kV SF6電流互感器異常發(fā)熱原因分析及處理〔J〕.廣西電力，2011，34(1):34-36.

〔3〕張建軍，王輝.利用紅外測(cè)溫診斷技術(shù)發(fā)現(xiàn)電流互感器內(nèi)部缺陷〔J〕.電力電容器，2004(2):32-33，37.

〔4〕林赫，王元峰.變壓器高壓套管故障原因分析〔J〕.電網(wǎng)技術(shù)，2008，32(增刊2):253-255.

〔5〕孫利朋，毛柳明，劉興文，等.SF6絕緣電流互感器放電性缺陷帶電檢測(cè)方法的分析〔J〕.高壓電器.2011，47(12):76-79，85.

〔6〕中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì).帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范:DL/T 664—2008〔S〕.北京:中國(guó)電力出版社，2008.

〔7〕國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院.電力設(shè)備紅外診斷典型圖譜及案例分析〔M〕.北京:中國(guó)電力出版社，2013.

〔8〕郭寬良，等.計(jì)算傳熱學(xué)〔M〕.合肥:中國(guó)科技大學(xué)出版社，1988.

〔9〕查普曼.傳熱學(xué)〔M〕.北京:治金工業(yè)出版社，1984.

Analysis on current transformer internal poor contact defect

LIU Yun，SUN Lipeng，LIU Xingwen，DUAN Xiaoli，SHAN Zhouping
(State Grid Hunan Electric Power CorporationResearch Institute，Changsha 410007，China)

This paper analyzes a defect caused by poor contact in current transformer and analyzes of defects searching，tracking and confirm methods.It provides a reference for analysis and diagnosis of this kind of defect.

current transformer；infrared temperature measurement；heating；poor contact

TM855.1

B

1008-0198(2016)02-0086-02

10.3969/j.issn.1008-0198.2016.02.023

2015-12-29 改回日期:2016-02-24