10kV開關柜內電流互感器的異常放電原因及處理

龔晟 魏孝勇 柴思遠 郭俊羽 何政宇

摘要：利用帶電超聲波局放檢測技術對H市某變電站10kV開關內電流互感器異常放電進行檢測，結合檢測結果可以看出，電流互感器內部和穿心鋁排的距離較近，且屏蔽措施沒有發揮出實際效果，導致電流互感器外部絕緣受到破壞，最后引起電流互感器超聲波數據異常的問題出現，經過科學的處理后，該異常放電問題得到良好解決。本文結合具體變電站的項目，對10kV開關柜內電流互感器的異常放電原因及處理方面進行深入地研究與分析，并提出能夠有效解決問題的措施。

關鍵詞：10kV開關柜;電流互感器;異常放電;故障原因;處理措施

當前變電站內的10kV開關柜主要應用金屬鎧裝方式，這種技術成熟度較高，需要投入的成本較低，且檢修周期較長，能夠有效降低變電站運行維護成本。但是受到開關柜制造技術以及具體安裝的影響，許多變電站的10kV開關柜都存在絕緣薄弱問題以及電場過度畸變問題，在運行過程中，受到懸浮、氣隙以及灰塵等多種因素的影響，會導致電流互感器出現異常放電問題，如果沒有得到及時處理，就會導致絕緣被徹底擊穿，開關柜則無法正常運行。

110kV開關柜電流互感器故障簡要介紹

H市某變電站10kV開關柜出現超聲波局部放電現象，通過耳機能夠聽到明顯的異常放電聲音，且與其相鄰的其他開關柜不存在異常問題，超聲波數據顯示其他開關柜運行正常。從暫態地電壓數據可以看出，該10kV開關柜暫態地電壓雖然沒有超出20dB，但是明顯高于其他開關柜。該10kV開關柜為變電站主變進線柜，采用全封閉結構，頂部為敞開狀態，在現場采用超聲波探測器對其中部和下部的檢測中，發現異常放電較為強烈，中部和下部主要的電氣設備是穿心式電流互感器，經過觀察發現存在積灰問題，放電源自TA表面放電[1]。該10kV開關柜的帶電檢測數據如下表所示。

210kV開關柜內電流互感器的異常放電原因分析

2.1停電檢查

在停電檢查期間發現，該10kV開關柜內電流互感器穿心鋁排和表面的距離過近，三相電流互感器和鋁排之間存在放電現象;雖然已經安裝屏蔽線，但是內腔屏蔽銅片存在脫落問題;外部出現明顯脫落問題，脫落物呈現就黑色塊狀，電流互感器絕緣具有老化問題。

2.2耐壓試驗

為了進一步確定異常放電原因，同時派出試驗過程中設備和引線對試驗結果的影響，在現場對該10kV開關柜電壓相鄰的320開關柜分別施加電壓，在施加電壓過程中對320開關柜和該10kV開關柜的超聲波數據進行分析，根據耐壓結果表明，在該10kV開關柜的A相、B相以及C相電壓是加到運行相電壓5.70kV時，該10kV開關柜三相都發生放電，在電壓增加到10kV時不通過觀測儀器已經能夠明顯聽到異常聲響，而相鄰的320開關柜卻沒有異常聲響，儀器顯示數據正常。當B相和C相電壓升高到20kV時，放電聲音更加劇烈，超聲波數據超過60dB;當A向電壓升高到20kV時，超聲波局放為30dB。

2.3停電局部放電

為了準確判斷電流互感器的內部情況，將拆下的電流互感器進行停電局部放電試驗，同時在電流互感器周圍金屬圍欄和部件進行暫態地電壓信號和超聲波信號監測。試驗過程中背景放電量低于5pC，符合停電局部放電試驗要求，超聲波背景為-5dB，暫態地電壓背景為15dB。下表為局部放初始電壓和暫態地電壓信號[2]。

根據上表數據表明，B相檢測到超聲波信號，說明電流互感器局部存在放電問題，C相能夠同時在周圍金屬部件中檢測到明顯的暫態地電壓信號，從而能夠說明電流互感器內部絕緣存在缺陷問題。

在A相電流互感器的不同時刻局部放電量試驗中，10：45時刻局部放電量為656.2pC，11：46時刻局部放電量為4325.8pC，11：47時刻局部放電量為4338.2pC，可以看出，后續局部放電量穩定在4000pC以上，最大放電量得到4338.1pC;B相電流互感器在不同時刻的局部放電量數據為：15：15時刻局部放電量為136.1pC，15：16時刻局部放電量為962.4pC，15：17時刻局部放電量為1113.3pC，后續局部放電量穩定在1000pC以上，最大放電量為1345.2pC;C相電流互感器在不同時刻的局部放電量數據為：15：29時刻局部放電量為5202.3pC，15：30時刻局部放電量為4257.1pC，15：31時刻局部放電量為5875.9pC，后續局部放電量穩定在5000pC以上，最大放電量為6497pC。綜合以上的數據可以看出，三相電流互感器都存在著局部放電問題，放電量超過標準規定。

3結論

根據現場對電流互感器的檢查結果，以及耐壓診斷和停電局部放電數據，對10kV開關柜的異常放電原因進行分析，得到如下結論：（1）電流互感器和鋁排距離過近導致電場過度畸變，放電從此處開始不斷發展。（2）電流互感器自身質量存在問題，在運行過程中出現老化和絕緣脫落，導致電流互感器內腔和鋁排至今的放電強度提高。（3）因為鋁排和電流互感器內腔距離過近緊，在運行過程中導致部分屏蔽材料老化和脫落，從而引起異常發電問題[3]。

4處理措施及效果分析

針對上述故障問題，本文建議更換開關柜內電流互感器，采用銅排導體對鋁排進行替換，并減少導線排面積提高導體與電流互感器內的空氣間隙。在新的電流互感器安裝完成后，超聲波檢測、耐壓試驗以及停電檢測，當電壓增加到20kV后，該開關柜沒有出現異常發電信號，在運行一個月內進行帶電檢測，故障問題得以全部消除，從而說明本次維修處理方案取得良好效果，電流互感器異常放電問題得以全部消除。

結束語

綜上所述，本文結合H市某變電站的具體案例，對其10kV開關柜電流互感器異常放電問題進行分析，通過停電檢測、耐壓檢測等確定異常放電原因，并制定相應的處理措施，取得良好的處理效果，希望能夠對其他變電站同類型故障處理起到一定的借鑒和幫助作用。

參考文獻

[1]寶鵬， 王桂芝. 一起10 kV電流互感器放電故障的處理及分析[J]. 電世界， 2019， 60（004）：1-1.

[2]王帆舟， 管婧寧. 10kV開關柜內電流互感器異常放電問題的處理[J]. 商品與質量， 2019， 000（013）：237=237.

[3]梁毅剛. 分析220kV母差保護電流互感器斷線異常原因及處理方式[J]. 電力系統裝備， 2019，000（006）：2-2.