一起110kV電流互感器介損異常分析

李秀廣邱 志郭 飛朱文煒郭 林

（1.西安交通大學，西安 710049；2.國網寧夏電力公司電力科學研究院，銀川 750001；3.呼和浩特供電局，呼和浩特 0100504；4.國網寧夏電力公司石嘴山供電公司，寧夏 石嘴山 753000）

一起110kV電流互感器介損異常分析

李秀廣1,2邱 志3郭 飛1,2朱文煒1郭 林4

（1.西安交通大學，西安 710049；2.國網寧夏電力公司電力科學研究院，銀川 750001；3.呼和浩特供電局，呼和浩特 0100504；4.國網寧夏電力公司石嘴山供電公司，寧夏 石嘴山 753000）

本文對一起110kV電流互感器介質損耗因數異常開展了試驗分析，排除了因Garton效應和粒子效應引起設備介損變化的影響，最終判斷該電流互感器存在絕緣劣化引起介損值超標，對今后測量分析有借鑒意義。

電流互感器；介質損耗；絕緣劣化

介損試驗時測量被試設備絕緣的介損值和電容量，判斷絕緣是否存在缺陷。介損試驗對于判斷電氣設備絕緣的整體性缺陷較為靈敏，特別是對于普遍受潮、老化等缺陷尤為明顯。但在實際測量中，在低電壓下測量常因外電場的干擾得不出真實的介損值，要對其進行運行電壓下測量，進而準確判斷被試設備的狀況。電氣設備絕緣劣化到一定程度后，在絕緣薄弱點會產生局部放電，局部放電又會引起絕緣加劇劣化，使設備絕緣性能降低，如此形成惡性循環，最終導致設備發生擊穿事故。

1 例行試驗情況

2015年4月8日，現場對112河玉線A、B、C三相電流互感器的介質損耗、電容量、絕緣電阻進行了測試，并將測試結果與上一周期測試數值進行了比對，發現絕緣電阻、電容量測試未見異常，介質損耗較上周期測試有所增長，且A相介損tgδ%平均值為1.560，超過注意值，為此測量了末屏介損值，未見異常，測試數據詳見表 1。按照《輸變電設備狀態檢修試驗規程》（GDW 1168—2013）要求[1]，電流互感器主屏的tgδ%≤1，電容量初值差不超過±5%。該電流互感器型號為LCWB6-110W2，額定電壓為110kV，絕緣介質為油，絕緣類型為油紙電容性，正立式結構，生產日期為1998年8月。

表1 電流互感器介損試驗數據

通過對表1的數據進行分析，表明A、B相主屏介質損耗超標，于是對末屏介質損耗進行了測試，結果均正常，狀檢規程標準為tanδ≤1.5%。同時發現，在本次試驗數據時，發現不同時間下tanδ是變化的，設備剛停運不久的 tanδ和停運 5h左右后的tanδ，增量高達36.2%。而現場試驗溫度變化不大，排除了溫度的影響。不同時間下tanδ數據的增量，首先表明了介質損耗粒子性影響的存在，同時變化過大又說明在油品試驗合格的情況下，固體絕緣中的老化問題造成的纖維素等粒子的存在。

隨后將故障相電流互感器本體油樣取回進行油色譜、微水、油介損試驗，油色譜數據詳見表 2，試驗結果證明該電流互感器油品質量合格。從試驗數據上可以進行初步的分析，油色譜數據反映出兩只故障相電流互感器的油品質量合格，且試驗數據與上周期相比較，沒有明顯變化，即電流互感器內部沒有發生低能量的放電現象，沒有出現密封不嚴絕緣受潮現象。

表2 油色譜試驗數據

另外，在此次設備問題發現之前，該間隔電流互感器中，與現有A、B兩相為同型號的LCWB6-110W2的C相，已經由于介質損耗試驗數據不合格進行了更換，現有C相型號為LB6-126GYW2的電流互感器為更換后的電流互感器。

在2011年3月16日的試驗中，當時故障相C相的介質損耗試驗數據見表3。

從表2可以看出，該間隔電流互感器三相測量數據相似，同樣是介質損耗超過標準限值的問題，與此次A、B相出現的問題類似。

表3 C相介損試驗數據

2 高壓介損試驗

針對介質損耗超過標準限值的問題，考慮進行額定電壓下的介損試驗，用來排除粒子的存在對tanδ的影響，并且在狀檢規程中也明確指出，當發現介損試驗數據存在問題時，要進行高電壓下的介損試驗。于是對A、B兩相進行了額定電壓下的介損試驗，試驗原理如圖1所示，其中Cn為標準電容器，Cx為試品，測量結果詳見表 4，與標準值對比如圖2、圖3所示。

圖1 高壓介損測量原理圖

表4 高壓介損測量結果

圖2 A相介損變化曲線

通過對比曲線圖 1、圖 2不難看出，外施電壓從 20kV開始，介質損耗測量值隨著所加試驗電壓的升高而降低，其中A相介損值增量為28%，B相介損值增量為27%，這遠遠超過標準值0.3%。

圖3 B相介損變化曲線

3 故障原因分析

發現tanδ超標問題，在排除電場、磁場、空間T型網絡的干擾和外部臟污等問題后，對于試驗數據本身就可以形成結論，這里主要由兩個方面進行分析，一方面Garton效應，另一方面是粒子效應。

1）介質中存在Garton效應[2]：因為介質中存在帶電粒子，在較高電場的作用下，粒子發生極化效應，使得原來離散于介質中的粒子發生了極化（如圖3所示），粒子分布在了介質的兩級，從而影響了交流電場下介質損耗的有功分量的通路（如圖4所示）所示，進而發生了隨電壓增高介質損耗降低的現象。從圖2、圖3來看，A、B兩相電流互感器的tanδ隨著試驗電壓升高而出現了明顯下降，類似Garton效應原理，但A相在72kV電壓下tanδ仍然超過標準值，這說明了該電流互感器絕緣介質還存在一定的問題，而在運行電壓下測到的介質損耗更能反映其介質絕緣的狀況。

圖4 粒子極化圖

2）從離子的角度講，在較高的電場作用下，油中膠體型帶電粒子在交變工作電場作用下的運動受到紙纖維阻攔，而這種阻攔隨電場強度增加而有明顯的規律。因此，含有膠體型帶電粒子的絕緣油損耗因數隨電場強度提高減小得多[3]；由于膠體型微粒包括微生物等有時會存在于油品中，其粒子直徑要小于濾紙的孔徑，在常規的加熱濾油等措施下，無法將其濾除。油紙絕緣中，這種粒子的離散性和在較高電場下的極化在相關文獻和經驗中已經得到了證實，即對剛停運的設備立即做介質損耗試驗的試驗數據要比設備停運幾小時后的試驗數據小（表1設備剛停和停了幾小時復測的試驗數據的對比，差距較大，從側面說明了粒子影響很大），這也要求停運較長時間的設備，要先進行1～2h工作電壓下的耐壓試驗，排除這種粒子極化效應的影響，才能使得試驗數據更加較為真實的反映出設備的狀況。考慮到這種粒子效應的存在會影響的介質損耗的大小，我們進行了額定電壓的試驗。但試驗結果介質損耗雖有所下降，但依然超過了規程中要求的標準限值。

3）由于絕緣內部老化問題的出現，固體絕緣中伴隨著老化產生的紙纖維[4-5]，隨著電壓的升高，紙纖維發生聚合，使得隨粒子發生碰撞聚合的起始電壓開始，粒子數目又發生逐步減少的現象，進而出現介質損耗出現下降的趨勢。

4）根據油色譜數據可知，雖然各項數據都在標準范圍之內，但由A、B相與C相對比可知，A、B相的一氧化碳及二氧化碳含量明顯比C相高，說明為油紙絕緣有一定程度的劣化。

5）綜合以上分析，排除了各種干擾的影響，可以斷定設備存在絕緣劣化、介損超標問題，應對112河玉線A、B相電流互感器進行更換。

藏與露。中國藝術的表達隱晦、委婉含蓄，而余蔭山房的空間布局則讓景觀在適合的時候、適當的地方顯露出來，藏則是為了更好地顯露。余蔭山房欲于狹小的空間中營造開闊的空間意境，須合理安排景觀，并加以視線引導，往往廊之所引，景致所在，透過掛落、廊柱窺見園中一角，景觀忽隱忽現，藏露結合、相輔相成。

4 結論

1）在常規介質損耗試驗中發現 tanδ不符合規程要求時，要進行額定電壓下的介損試驗，在排除各種干擾后，方能斷定設備是否異常。

2）設備停運后，應盡快對其進行介損試驗，如果長時間未投運的設備，應在進行介質損耗試驗前，進行1～2h的耐壓試驗。

3）鑒于互感器等設備的小容量特性，雖然油品質量沒有發現問題，但其介質損耗試驗所發現的潛在缺陷依然要給予非常高的重視。

4）微觀理論下的介質的粒子特性，能夠較為全面和準確的解釋介質損耗值的各種變化以及趨勢，對于工程試驗人員也有很大的幫助，能夠分析出設備潛在的危害和試驗數據表征出的現象本質。

5）判斷出設備出現老化、劣化、受潮等現象要仔細分析其中原因，排除固有粒子的影響，如極化、膠體粒子引起的增大或減小外，對于依舊存在的試驗數據超過標準限制的設備要給予足夠的重視，防止劣化現象蔓延引發電網設備的安全性。

6）排查運行20年以上的電流互感器，尤其是同批次同型號的電流互感器，縮短試驗周期，如有同類情況，則應提前采取相應措施。

[1]龍明全,張艷.水輪發電機轉子兩點接地故障的檢查與處理[J].水電站機電技術,2005,28(2)：44-45.

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圖6 10kV金山線串補前后的電壓分布比對

5 結論

快速開關型串補裝置具有結構簡單、維護方便、可靠性高、對系統影響小、安裝方便、造價低廉等諸多優點，特別將其用于農網“魚刺”狀網絡的低電壓治理，有著十分顯著的效果。

采用串聯補償技術，可做到有低電壓提升低電壓，無低電壓預防低電壓，變被動治理為主動預防，因此應積極推廣。

參考文獻

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作者簡介

宋秀芳（1985-），北京人，本科，工程師，主要從事新設備起動和無功電壓管理工作。

Analysis of the Excess Factor of Dielectric Loss Factor of 110kV Current Transformer

Li Xiuguang1,2Qiu Zhi3Guo Fei1,2Zhu Wenwei1Guo Lin4
(1.School of Electrical Engineering,Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710049；2.State Grid NingXia Electric Power Research Institute,Yinchuan 075001；3.Hohhot Power Supply Company,Hohhot 010050；4.Shizuishan Power Supply Filiale of State Grid Power Co.,Shizuishan,Ningxia 753000)

The author of 110kV current transformer dielectric loss value of abnormal development of the experimental analysis,excluding the Garton effect and particle effect caused by dielectric loss changes,judge the current transformer insulation deterioration caused by dielectric loss value is exceeded,for future measurement and analysis provide reference significance.

current transformer；dielectric loss；insulation deterioration

李秀廣（1981-）男，河北邢臺人，博士研究生，高級工程師，從事電氣設備技術監督工作。