運行中電流互感器可靠性判斷

徐宏武

摘 要：本文對運行中電流互感器健康判斷的測試方法進行了總結。通常情況下運行中的電流互感器檢查診斷的方法主要分為日常檢查、停電情況下的定期檢測、運行情況下的在線監測。

關鍵詞：電流互感器；測試；診斷

中圖分類號：TM514 文獻標識碼：A

電流互感器是輸變電系統中的重要一次設備。其運行穩定直接關系到電力系統安全。為保證運行中的電流互感器安全可靠，運行過程中的診斷和維護極為重要。本文所陳述的電流互感器為油浸式絕緣。其主絕緣是由電纜紙或皺紋紙按一定規律包扎在一次或二次繞組上浸漬變壓器油構成的。這種絕緣在長期運行過程中會緩慢地老化。在運行過程中通過有效地測試診斷程序，對電流互感器的健康狀況進行判斷，將絕緣有問題的電流互感器及時退出運行，避免爆炸事故產生。同時也保證電力系統的安全運行。

1.日常檢查

1.1 電流互感器部件的檢查

日常主要采取目視的方法檢查運行中電流互感器。一般為是否有漏油檢查，金屬件防腐檢查、瓷套外觀檢查、接地狀況檢查，最重要的就是檢查膨脹器的狀況。正常運行的電流互感器內部應該是微正壓，依據膨脹器的狀態可初步判斷電流互感器的運行狀況，見表1。

1.2 發熱檢查

發熱檢查對于發現電流互感器的熱缺陷或過熱點非常有效。可以及時發現接觸點接觸不良問題造成的過熱或者局部缺陷造成的溫升過高。通過紅外溫度儀器可以直觀地觀測電流互感器一次導電體或者其他部位的溫度。溫度過高應立即退出運行進行檢查。

2.停電測試

電流互感器在投運前以及運行后每隔3～6年都應該在停電時進行絕緣性能的測試，測試主要有以下幾種：

2.1 絕緣電阻測量

依據電流互感器的設計，絕緣電阻應該在一次繞組與地之間測試。測試前將瓷套表面進行清理并干燥，測得的直流電阻應該是開始測試10min時的直流電阻值R10。測得的電阻值應折算到20℃的電阻值。

一般新出廠的電流互感器絕緣電阻應該為800GΩ，對于測得絕緣電阻不大于150GΩ的，應判定為電流互感器絕緣問題。

2.2 極化系數測量

極化系數的測量即在第15s和第60s所測得的絕緣電阻的比值。即

Fa=R60/R15或Fa=i15/i60

極化系數是判斷電流互感器絕緣狀況的參數之一，它是基于濕度、絕緣的年限、介質類型以及絕緣系統的方式。通常隨著絕緣內濕度以及年限的增加，極化系數接近1。當極化系數接近1.7時，應判定為電流互感器的主絕緣不適宜繼續運行。

2.3 電容和介質損耗因數（tanδ）測量

運行中的電流互感器至少在10kV下測量電容和介質損耗因數。測量結果與出廠值進行比對。一般如果介質損耗因數值高于出廠值的1%，說明電流互感器的絕緣狀況較差。介質損耗因數在不同的溫度測量的值，應按如下公式折算到20℃：

tanδ（20）=tanδ（θ）·e-α（θ-20）

其中α依據如下公式進行計算：

θ和tanδ為溫度和相應的介質損耗因數。

2.4 局部放電測量

局部放電測量可以直觀地判斷出電流互感器絕緣的質量。在油紙絕緣中的局部放電會導致絕緣的最終崩潰。產生局部放電的同時會伴隨產生聲波并會導致變壓器油的分解而產生氣體。由于過電壓、產品內部缺陷或絕緣內部濕度過高產生的局部放電最終會導致絕緣的局部損壞。

投運后的電流互感器復試局部放電時預加電壓按標準應是額定工頻試驗電壓的80%。

局部放電測量時干擾一般要求小于3pC，而在變電站現場的干擾過高而無法測量。需要將產品運至專業的試驗室進行測試。

2.5 變壓器油的檢查

電流互感器絕緣用變壓器油中析出氣體的數量和成分可以進行測量。測量結果與GB/T7595-2008進行比對。可以預見，電流互感器在運行期間油中所含氣體會有微量增加。這種增長是絕緣老化的反映。

有些情況下，未投運的電流互感器變壓器油中也會出現一些氣體。這些氣體是固體絕緣、防腐保護或粘接時用的膠釋放出來的。

測量氣體含量同時也應該進行互感器油中水分含量的測量。新品電流互感器油中水分一般在5～10ppm之間。其含量在運行期間不應有變化。

建議電流互感器運行6個月至1年內進行一次變壓器油檢驗分析。之后每隔3～6年要進行一次。

變壓器油色譜分析結果可以判斷電流互感器運行時的狀況。較小強度的局部放電會產生甲烷、乙烷和大量的氫氣，電弧放電會產生乙炔。如果發現這些氣體的含量超過規定的限值或明顯變化，則應密切注意其運行狀況或將電流互感器退出運行。

3.電流互感器的在線監測

日常檢查和停電檢查只能檢查電流互感器絕緣老化情況。但這種方式很難查明和防止一些快速事故的發生。快速故障只能通過在線監測才能發現。但是，電流互感器用在線監測方法仍處于研發階段，其效果還需要進一步證明。

3.1 測量主絕緣泄漏電流

監測電流互感器的泄漏電流。通過電流互感器接地裝置測量電流互感器對地泄漏電流。在絕緣擊穿的開始，泄漏電流會非常明顯地增大，如果適時地發現采取措施就可以避免電流互感器惡性事故的發生。但由于準確測量非常不易，這種方式還未被廣泛地應用。

3.2 變壓器油的在線監測

在線監測分析電流互感器中變壓器油的氣體含量。但這種方式更適合運行時變壓器油在箱體內循環的變壓器。對于變壓器油靜止的電流互感器測量效果受到限制。而且這種裝置相對于電流互感器本身造價也相當高。

結論

按照要求對運行中的電流互感器進行預防性試驗，可有效反映電流互感器的健康狀況。及時發現有問題，采取有效措施，避免惡性事故發生，減少直接和間接損失。同時研究在線監測的新途徑，可以準確、及時反映出電流互感器的運行狀況。保證電力系統安全穩定運行。

參考文獻

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