一起電容型電流互感器末屏過熱缺陷的診斷

隋　恒，陳　虎，陳思良（國網山東省電力公司聊城供電公司，山東　聊城　252000）

·班組創新·

一起電容型電流互感器末屏過熱缺陷的診斷

隋恒，陳虎，陳思良
（國網山東省電力公司聊城供電公司，山東聊城252000）

分析一起電容型電流互感器末屏的發熱缺陷，采用多種診斷性試驗對電流互感器絕緣性能進行檢測，根據檢測結果和現場情況確定末屏發熱原因為末屏接地斷開，造成本應處于零電位的末屏處電位升高。現場根據電流互感器末屏結構對缺陷進行了處理，并對防范此類缺陷提出了相關措施。

電流互感器；末屏；過熱

0　引言

電容型電流互感器因電場分布均勻、耐高壓性能優良在110 kV及以上電壓等級設備中廣泛應用。電容型電流互感器套管的主絕緣采用絕緣和鋁箔電極交替纏繞在導電管上，組成一串同心圓柱型串聯電容器，靠近高壓導電部分與一次導電部分相連的第一個屏為首屏，最外一層屏稱為末屏，通過絕緣瓷套引出接地。其末屏作為進行介質損耗和電容量等試驗的測量端子，在運行狀態下必須可靠接地，使電流互感器中各層絕緣中的電壓均勻［1］。

1　缺陷描述

1.1現場情況

對某變電站進行紅外測溫，發現站內某110 kV線路B相油浸式電流互感器的末屛處存在過熱，過熱點最高溫度為20.1℃，如圖1，其余A相、C相的相應部位溫度為5℃，改變觀測角度，過熱現象依然存在。

線路停電后，現場檢查發現B相電流互感器末屏接地連接片的壓接螺桿斷開，只有半截螺桿嵌在螺孔中，見圖2，末屏的接地連片與設備外殼處于虛連狀態。

圖1　B相電流互感器紅外圖譜及可見光照片

圖2　B相電流互感器末屏接地情況

該電流互感器2000年4月投入運行，為檢查設備絕緣是否損壞，對三相電流互感器進行主絕緣和末屏絕緣電阻、介損及電容量測試和絕緣油色譜分析。

1.2診斷性試驗情況

三相電流互感器主絕緣和末屏絕緣電阻測試結果見表1，測試溫度4.7℃，相對濕度30%。

電流互感器主絕緣和末屏的介損及電容量測試結果見表2。

表1　絕緣電阻測試結果　MΩ

表2　介損及電容量測試結果

經現場試驗，B相電流互感器絕緣、介損及電容量均符合Q/GDW 1168—2013《輸變電設備狀態檢修試驗規程》。

取電流互感器內部絕緣油進行色譜分析，結果見表3。

表3　油色譜分析結果（體積分數）　μL/L

B相電流互感器油色譜試驗數據正常，符合規程中油色譜分析 “乙炔體積分數不大于2μL/L，氫氣體積分數不大于150μL/L，總烴體積分數不大于100 L/L”的要求，且與上次數據相比，油色譜數據沒有明顯變化。

綜合以上試驗數據，B相電流互感器主絕緣及末屏絕緣符合標準要求，沒有發現設備內部絕緣存在老化、受潮現象。

2　缺陷分析

2.1末屏接地連接片壓接螺桿斷開分析

如圖3，電流互感器末屏沒有防雨罩等防護裝置，直接暴露于空氣中。長期運行過程中末屏及底座表面銹蝕嚴重，末屏引線壓接螺桿不斷受腐蝕，嚴重影響其工作壽命，如果螺桿自身質量不佳，更容易導致螺桿斷裂。

圖3　設備器身銹蝕情況

2.2末屏發熱原因分析

電容型電流互感器的主絕緣相當于十多層電容串聯而成，一次繞組對地電壓均勻分布在各層之間［2］。

正常運行中末屏可靠接地，末屏處電位近似于零。末屏接地連接片的螺桿斷裂后，連接片與設備接地外殼的接觸有以下兩種情況。

1）末屏連接片與設備外殼完全斷開連接，如圖4 （a）所示。其中，R1、C1分別為互感器一次繞組對末屏的等效電阻和電容，C2為末屛懸空后對地電容，U1為設備運行相電壓，U2為末屏對地電壓。此時

對于電容型套管，R1＞＞jωC1，因此式（1）近似為

當末屏對地絕緣時，末屏存在懸浮電位，套管主絕緣的各層電容的電壓分布變得不均勻，末屏處懸浮電壓可能達數千伏，足以造成末屏對地的放電，產生較大的瞬時電流，持續電流作用下導致此處過熱。

圖4　末屏接地連接片與設備外殼接觸情況

2）末屏連接片與設備外殼接觸不良形成高阻接地，等效電路如圖4（b）。其中R2為接地引線連接片與設備外殼之間的較高電阻。此時

由于R2數值相對較大，U2電壓較高，造成較大電流產生過熱。

本次缺陷中，在現場沒有發現末屏附近有放電痕跡，推斷末屏過熱屬于第二種情況，電流互感器末屏連接片的螺桿斷裂后，連接片在機械彈力作用下與外殼還保持連接狀態，但接觸電阻較大，末屏高阻接地造成電壓升高，末屏處較大的持續接地電流導致發熱。隨著機械彈力的減弱，接地連片必然與設備外殼斷開連接，末屏處將存在懸浮電位，對設備外殼放電，產生的瞬時放電電流將使末屏發熱情況進一步嚴重。

3　現場處理情況

對B相互感器末屏更換螺桿后，為防止螺桿再次斷裂，在末屏端部使用軟連線將末屏與二次接線盒外殼連接，形成末屏雙重接地，如圖5，并對A、C相末屏進行了相似處理。

圖5　現場處理情況

缺陷處理后，在設備送電2 h后對互感器進行紅外復測確定設備相溫度正常，發熱情況消失。

4　結語

本次過熱缺陷的原因是末屏接地連接片的壓接螺桿斷裂，導致本應處于零電位的末屏處產生電位升高［3］，如果不及時處理，可能導致末屏套管爆裂，甚至引起電流互感器的爆炸。

對采用類似接地形式，且末屏直接暴露在空氣中的設備進行改造，更換銹蝕嚴重的末屏連接片接地壓接螺桿，并對末屏加裝第二重接地連接，有條件的情況下可以對末屏加裝防雨罩。

從保證設備安全運行角度考慮，紅外測溫仍是檢查設備末屏可靠接地的最有效手段之一，應加強對套管發熱等電壓制熱型缺陷的檢測，制定專門的缺陷排查方案，適時縮短測溫周期，及時發現過熱缺陷。

對需要拆除互感器末屏接地方能進行的試驗，在工作完畢恢復接線后，相關人員必須測量末屏接地導通是否良好［4］。

［1］凌愍.變壓器用電容型套管故障簡析［J］.電力設備，2003，4（6）：24-28.

［2］莫登斌，孫小梅，雍軍.電容式CT套管末屏接地故障的原因分析及對策探討［J］.變壓器，2010，47（8）：63-65.

［3］全海軍，鄒清泉.電容型電氣設備末屏故障原因分析與處理［J］.湖南電力，2012，32（4）：56-59.

［4］王新.變壓器套管末屏損壞的處理及防范［J］.電力安全技術，2008，8（5）：42-43.

Overheating Defects Diagnosis of Current Transformer End Shield

SUIHeng，CHEN Hu，CHEN Siliang
（State Grid Liaocheng power supply company，Liaocheng 252000，China）

An overheating defect of the end shield of a capacitive current transformer was analyzed.Various testmethods were used to detect the insulation，and overheating was caused by the disconnection of ground connection and the voltage rise of the end shield.The defectwas eliminated and preventivemeasures of such defects have been proposed.

current transformer；end shield；overheat

TM452

B

1007－9904（2016）04－0070－03

2015-11-25

隋恒（1986），男，工程師，從事高壓試驗檢修工作。