110kV干式電流互感器典型缺陷實例分析

摘 要：干式電流互感器具有無瓷、無油、無氣的結構特點，以及絕緣特性好、維護工作量小、便于安裝等特點得到越來越廣泛的應用。但隨著投運年限增長，衡陽供電公司在運的干式電流互感器出現問題較多，比如二次絕緣顯著下降、電容屏部分擊穿、本體或末屏受潮、本體及接線柱發熱等。通過對典型缺陷的分析總結，對以后干式電流互感器檢修維護、改造換型有一定參考價值和指導意義。

關鍵詞：干式電流互感器；典型缺陷；分析總結

中圖分類號：TM452 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0122-02

1 前 言

隨著高新科技在電力系統的應用，出現了許多新的電氣設備，干式電流互感器就是典型代表。它主要由一次繞組、二次繞組、箱體、硅橡膠傘裙等組成。一次繞組由一次導體、接線端子、鋼性骨架、絕緣層、電容屏、外護套硅橡膠傘裙及末屏引出線構成；二次繞組在環形鐵芯上，套裝在一次繞組的地屏范圍內，處于地電位；箱體既是整個電流互感器的支撐，又嵌裝二次繞組。但近幾年，隨著投運年限增長，在運110kV干式電流互感器出現問題較多。

2 典型缺陷及實例分析

2.1 主絕緣電容屏部分擊穿甚至整體損壞

2009年8月7日，110kV××變電站504間隔A相TA爆炸。炸裂最嚴重的部位為P1、P2兩側的最下一級硅橡膠傘裙與底座箱體之間（如圖1所示），P1側第1、2級傘裙之間也炸裂并露出內部電容芯子，底座箱體上有多處電弧灼燒形成的孔洞，爆炸TA四周散落著大量聚四氟乙烯薄膜及金屬箔碎片，整個TA的硅橡膠傘裙已經被熏黑，燃燒物滴落到地面將部分草皮燒毀，TA底座的二次接線盒內未見異常。爆炸互感器型號為SRLGU，2001年出廠。

在對該間隔另外兩相TA進行介損試驗時，發現A相介損及電容量異常，介質損耗達0.8%（標準≤0.05%），電容量269pF（銘牌值249pF），增長8%。

該TA進行了解體后發現，箱底有油跡，存在硅油滲漏的現象，其主絕緣密封性已破壞。零屏已被擊穿，有放弧痕跡。分析為該電流互感器是在長期的運行下，密封材料老化，密封不良導致內部侵入潮氣。潮氣中的自由離子在運行電壓下向兩端電極即零屏和末屏集中，使得零屏和末屏附近電場不均勻，發生局部放電，長期放電下造成零屏被擊穿。

2.2 二次繞組受潮引起絕緣下降

2016年7月專業巡視發現110kV××站502TA（穿墻套管TA）內外根部均存在明顯的開裂現象，套管根部密封膠全部開裂失效，內部密封墊圈外露，一旦進水或者受潮，很容易引起二次絕緣甚至主絕緣下降。2016年7月10日利用例行試驗機會更換了三相穿墻套管TA。該TA型號為SRLG2-110，2006年11月出廠。

取編號2006717穿墻TA作為樣本分析。解體前進行試驗，試驗數據見表1。

與該TA的歷次試驗數據進行比較，發現二次繞組絕緣有明顯下降，一次末屏介損超標。為了驗證穿墻TA的防水性能，對該TA根部進行了浸水試驗。

浸水24h后，對該穿墻TA進行了試驗。浸水試驗后，二次繞組及末屏絕緣下降明顯，部分二次繞組已失去絕緣，4S14S2二次繞組絕緣為0，2S12S2和3S13S2二次繞組絕緣僅0.3m，末屏絕緣僅為40.8m（<1000m）。短時間浸水對一次主絕緣幾乎沒有影響。該穿墻TA整體結構為：一次繞組由多層聚四氟乙烯絕緣電容屏組成，最外一層由末屏引出接地，二次繞組整體安裝在中間金屬桶內，金屬桶兩端由密封圈和密封膠進行密封。打開穿墻套管TA根部兩側端部封蓋，發現戶外側端蓋內部已經嚴重銹蝕，密封圈松脫老化，說明端部進水受潮時間較長。剝去戶外側傘裙，把一次繞組從金屬桶中間拉出，桶內可以看到二次繞組。拉出一次繞組后，傾斜中間金屬桶，有大量水流出，仔細檢查發現，中間二次繞組上部只有一層薄絕緣紙，內部銹蝕嚴重。只要套管根部兩端密封失效，二次繞組很容易受潮導致二次繞組絕緣下降甚至為零。

2.3 一次抱箍材質不佳開裂、改變比連扳發熱

由于干式TA內部改變比的結構原因，接觸點多達10多個，且接觸面積偏小容易發熱。迎峰度夏高負荷時期易出現嚴重發熱。主要原因為一次抱箍線夾金屬材質不佳，黃銅材質抱箍易發生開裂現象，開裂后導致導桿接觸不良引起發熱。

2.4 套管外護套根部開裂、頂部流膠密封不良受潮導致紅外檢測異常

運行接近10年的干式電流互感器外護套頂部普遍出現膠狀物滲出現象，極易造成雨水或潮氣侵入。部分套管外護套根部開裂，存在主絕緣及二次繞組進水的隱患。

2015年12月12日對220kV××變全站專業巡視時，精確測溫發現510電流互感器B相整體溫度異常，A相：15.3℃，C相15.1℃，但B相外硅橡膠外絕緣部分整體達到19℃，比正常相高4K。

該TA三相銘牌為：型號：SRLGU，出廠日期：2008年10月，編號：A）2008554、B）2008558、C）2008557，電容量：A）282pF、B）274pF，C）277pF。

2016年1月7日，對510電流互感器A、B兩相進行了診斷試驗，天氣：晴，溫度：12℃，濕度：70%，試驗結果見表2和表3。

從上述試驗來看，正常相A相數據正常，B相數據非常漂移，介質損耗因素變化超過0.003，試驗不合格。對B相電流互感器解體檢查發現一次繞組外部電容屏存在受潮，導致紅外檢測異常。

3 經驗總結和防范措施

通過以上案例可以看出110kV干式電流互感器的制造工藝技術還不成熟，根據上述設備安全隱患，建議：

（1）加強對干式電流互感器的專業巡視和紅外測溫工作，尤其是穿墻干式電流互感器，必要時可縮短停電試驗周期。

（2）停運的干式電流電流互感器，重新投運時除進行主絕緣試驗外，還必須對二次繞組和末屏絕緣試驗。

（3）全面排查在運干式電流互感器，根部是否存在開裂，如果嚴重開裂，結合停電例行試驗進行更換，必要時盡快停電更換。

（4）全面排查統計在運干式電流互感器，對運行年限較久（15年以上）的可以考慮列入公司技改儲備項目逐步全部進行更換。

（5）建議110kV及以上新建、增容、設備改造換型工程中不再選用干式電流互感器，優先選用油浸式電流互感器。

參考文獻

[1]唐紹予.干式電流互感器的特征及關鍵生產工藝[J].高壓電器，2006，42（3）：223～224.

[2]清華大學電機系.硅橡膠傘裙材料耐老化性能簡介[R].1998.

[3]王如璋，黃維樞.一種新型干式電流互感器[J].電力設備，2001，2（2）：24～26.

收稿日期：2018-9-4

作者簡介：李日波（1983-），男，工程師、技師，碩士研究生，從事電氣試驗研究及管理工作。