電流互感器介損超標故障分析

王佼

（國網河北省電力公司保定供電公司，河北保定071000）

電流互感器介損超標故障分析

王佼

（國網河北省電力公司保定供電公司，河北保定071000）

介紹一起由于局部放電引起的電容型電流互感器介損值增大的絕緣故障，對故障設備進行帶電測試、油化試驗、高壓介損試驗、局部放電試驗和解體檢查，分析故障產生原因，并提出預防措施，對類似情況的檢查和預防具有一定借鑒意義。

電流互感器；介損；局部放電；帶電檢測

0 引言

局部放電是指電容型設備絕緣部分被擊穿的電氣放電，它發生在一個或幾個絕緣內部的缺陷中（如氣隙或氣泡），其放電量并不大，短時間內不影響設備的絕緣強度，但在長期工作電壓作用下，局部放電將產生累計效應，致使絕緣缺陷逐步擴大，最后導致整個絕緣擊穿，造成安全隱患。系統中不少電流互感器故障是由局部放電發展形成的［1］。

結合一起帶電檢測發現的110 kV電流互感器絕緣故障實例，通過電流互感器試驗分析和解體檢查，找到故障原因。

1 缺陷描述

2015-06-19，試驗人員對某110 kV變電站電流互感器進行例行帶電測試，發現172間隔C相電流互感器的相對介損值較A、B兩相試驗數據明顯增大，而電容量未見異常，據此判斷設備內部存在缺陷。帶電測試數據如表1所示。該設備為油箱瓷套式電容型絕緣U字型結構，型號為LCWB6-110W3，2006年12月出廠，2008年1月投運。

表1 172間隔電流互感器帶電測試

2 試驗分析

2.1 介質損耗

電介質在電壓作用下，由于電導和極化的滯后作用引起的能量損耗，稱為介質損耗。對于良好的絕緣而言，介質損耗是非常微小的，然而當絕緣出現缺陷時，介質損耗會明顯增大，通常會使絕緣介質溫度升高，絕緣性能劣化，甚至導致絕緣擊穿，失去絕緣作用［2］。測量介質損耗是絕緣試驗的主要項目之一，

在發現絕緣受潮、老化等分布性缺陷方面比較靈敏有效。

172間隔電流互感器于2009年和2010年的介質損耗測試數據如表2所示。

表2 172間隔電流互感器停電測試

《河北省電力公司輸變電設備狀態檢修試驗規程》規定，油浸式電流互感器帶電試驗tanδ測量值與初值比較變化量不超過±0.003，電容測量值與初值變化率不超過±5%。從表1可以換算出C相帶電測試介損的絕對值為0.005 5，較2009年停電數據增大0.003 25，較2010年停電數據增大0.003 18，已超出規程規定的注意值。

2.2 油色譜試驗

充油電氣設備的潛伏性故障所產生的可燃性氣體大部分會溶解于油，隨著故障的持續，這些氣體在油中不斷積累，直至飽和甚至析出氣泡。因此，分析油中溶解氣體的組分和含量是診斷充油電流互感器故障存在與發展情況的一個重要依據。

檢修人員對設備外觀進行檢查，發現C相電流互感器的油位不可見，但無滲漏。針對172間隔C相電流互感器介損值增大的缺陷，進行了油色譜追蹤試驗。油色譜分析數據見表3。油色譜數據分析可以看出，H2體積分數達到了24 175.9 μL／L，大大超過狀態檢修試驗規程規定的注意值150 μL／L，CH4、C2H6均有明顯增長，且有0.61 μL／L乙炔出現，油中微量水分也由5 μL／L增長到12 μL／L，三比值編碼為100，由三比值法對應的故障類型判斷可知，172間隔C相電流互感器可能存在低能放電性故障。

表3 172電流互感器C相油色譜試驗數據表（體積分數）μL/L

因此，初步判斷該設備存在放電性故障。而油位不可見是由于內部放電導致設備內壓增加，引起油位超過上限所致。

2.3 高壓介損試驗

試驗人員對該電流互感器又進行了高壓介損試驗。通過測量tanδ與試驗電壓的關系曲線，可以更有效地診斷絕缺陷［3］。對C相電流互感器進行主絕緣高壓介損試驗，試驗電壓包括10 kV、30 kV、50 kV和，測試結果見表4，根據試驗數據繪制介損隨電壓變化趨勢圖，如圖1所示。

表4 172電流互感器C相全壓介損測試

圖1 172電流互感器C相主絕緣介損隨電壓變化曲線

由表4可以看出，10kV電壓下介損值為0.00532，該測試值與帶電測試數據基本吻合，較2010年停電數據（0.002 32）增長了0.003，增長幅度較大。

2.4 局部放電測試

對C相電流互感器主絕緣進行局部放電測試。現場試驗中，選用頻率為50 Hz的電源，從高壓側施加試驗電壓，試驗電壓在不大于1／3規定測量電壓下接通電源，再開始緩慢均勻上升到預加電壓，保持10 s后，降到規定測量電壓，保持1 min以上，再讀取放電量，最后降到1／3測量電壓以下，切除電源。測試結果見表5，放電圖譜如圖2、圖3所示。

表5 172電流互感器C相局部放電測試

圖2 起始放電時的放電圖譜

圖3 1.2Um/電壓下放電響應波形

2.5 解體檢查

對110 kV變電站172間隔C相電流互感器進行解體檢查，如圖4和圖5所示。4號電容屏的錫箔紙褶皺嚴重，且在錫箔紙壓接處有明顯的黑色放電痕跡，說明存在局部放電故障。造成故障的原因為廠家制造工藝不良，錫箔紙存在嚴重褶皺。在交流運行電壓作用下，4號電容屏承受的電場強度不均勻，引起低能量放電，從而導致介損值增加。

圖4 解體后的錫箔紙存在褶皺情況

圖5 解體后的錫箔紙有放電痕跡

2.6 結果分析

此次故障原因為設備質量存在問題，導致設備局部放電故障，引起主絕緣介損值增大。因此，要求強化設備工藝質量控制，設備裝配完成后要嚴格按照國網公司要求進行出廠試驗，保證出廠設備質量合格，避免隱患產品進行投運。同時，要開展對同廠家同型號同批次的電流互感器的故障排除工作，并建立跟蹤檔案。

3 結語

檢修人員對172間隔C相電流互感器進行停運更換，并對新上設備進行高壓試驗，試驗項目有：主絕緣絕緣電阻、末屏絕緣電阻、二次絕緣電阻、主絕緣全壓介損、末屏介損/電容量、主絕緣局部放電測試。試驗數據均合格，設備可投入運行。

在設備運行狀態下開展帶電檢測，可有效地監測電流互感器運行狀況并及時發現絕緣故障。因此，應加強對電容型電流互感器的介損以及電容量的帶電檢測工作，并全面開展帶電取油樣工作，通過綜合評價手段對設備的健康水平實現較為準確的評價，以排除設備潛伏性運行隱患，保證電流互感器的安全、穩定運行。

［1］王樹聲.變電檢修［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［2］彭江，程序，劉明，等.電網設備帶電檢測技術［M］.北京：中國電力出版社，2014.

［3］陳志勇，閻春雨，張建忠.電流互感器高電壓介質損耗因數tanδ的測量［J］.河北電力技術，2005，24（5）：33－34.

［4］Q／GDW 04－10501047—2010河北省電力公司輸變電設備狀態檢修試驗規程［S］.

［5］DL／T 417—2006電力設備局部放電現場測量導則［S］.

［6］黃新波.變電設備在線監測與故障診斷［M］.北京：中國電力出版社，2012.

Analysis of Current Transformer Abnormal Dielectric Loss Fault

WANG Jiao
（State Grid Baoding Power Supply Company，Baoding 071000，China）

A capacitive current transformer abnormal dielectric loss fault caused by partial discharge was introduced.Through the live detection，oil chromatography test，high voltage dielectric loss test，partial discharge test and disassemble inspection of the failure equipment，causes of the fault were analyzed and treatment measures were proposed.Analysis results and improvement measures have

ignificance for inspection and prevention of the similar situation.

current transformer；dielectric loss；partial discharge；live detection

TM452

B

1007－9904（2016）10－0055－04

2016-05-12

王佼（1987），男，工程師，從事繼電保護及電氣試驗工作。