譚　陽(yáng)，王　芬，萬(wàn)　華，徐碧川，龔紹文

（1.國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司撫州供電分公司，江西　撫州　344000；2.國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院，江西　南昌330096；3.國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司贛西供電分公司，江西　新余　338000）

0　引言

電流互感器在電力系統(tǒng)中是用來(lái)隔離一次側(cè)高電壓，保護(hù)二次側(cè)儀表和操作人員安全[1-2]，將大電流變換成小電流的。作為后續(xù)測(cè)量分析設(shè)備的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，也可以擴(kuò)大儀表的測(cè)量范圍，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。如果電流互感器出現(xiàn)故障，就會(huì)出現(xiàn)測(cè)量計(jì)量不準(zhǔn)、數(shù)據(jù)出錯(cuò)，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作，甚至導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)大面積停電，所以對(duì)于互感器的故障不能忽視，必須及時(shí)采取有效的措施[3-4]。

近年來(lái)電流互感器膨脹器沖頂事故出現(xiàn)較多，某220 kV變電站兩套母差保護(hù)動(dòng)作，運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)一起220 kV出線間隔開(kāi)關(guān)電流互感器金屬膨脹器出現(xiàn)沖頂故障。分析其故障原因?yàn)檠b配人員在安裝過(guò)程中由于操作不當(dāng)，使鐵心罩殼頂部及兩側(cè)局部錯(cuò)位變形。松動(dòng)位置發(fā)生局部放電，使得變壓器油裂解，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后氣體大量累積造成膨脹器沖頂。[5]

1　事件經(jīng)過(guò)

2017年6月8日，運(yùn)行人員巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)某220 kV變電站218間隔C相電流互感器金屬膨脹器沖頂，如圖1所示。檢查同間隔電流互感器，發(fā)現(xiàn)A相電流互感器金屬膨脹器正常，但油位異常偏高，B相電流互感器金屬膨脹器頂蓋一角異常凸起，如圖2所示。

該間隔電流互感器型號(hào)為L(zhǎng)B-220，2017年3月13日投運(yùn)，運(yùn)行時(shí)間不到3個(gè)月。設(shè)備投運(yùn)前開(kāi)展了交接試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格。發(fā)現(xiàn)該間隔電流互感器金屬膨脹器異常凸起后，運(yùn)行人員立即申請(qǐng)停電，將三相電流互感器退出運(yùn)行。

圖1C相電流互感器

圖2　B相電流互感器

2　試驗(yàn)情況

2.1　現(xiàn)場(chǎng)例行試驗(yàn)

電流互感器退出運(yùn)行后，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)三相電流互感器開(kāi)展了常規(guī)試驗(yàn)檢查。試驗(yàn)項(xiàng)目包括繞組直流電阻、絕緣電阻、主絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)、油中溶解氣體分析以及絕緣油試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)B、C相電流互感器主絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)超標(biāo)，A相介損值接近標(biāo)準(zhǔn)值，三相電流互感器出廠驗(yàn)收、交接驗(yàn)收及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)介損值對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。同時(shí)，三相電流互感器油中溶解氣體分析中氫氣、總烴、乙炔值均超標(biāo)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。三相電流互感器繞組直流電阻、絕緣電阻、絕緣油試驗(yàn)結(jié)果合格。

表1　電流互感器介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試值對(duì)比

表2　電流互感器絕緣油溶解氣體分析μL/L

根據(jù)三相電流互感器油中溶解氣體分析數(shù)據(jù)，判斷電流互感器內(nèi)部發(fā)生放電，產(chǎn)生大量氣體，導(dǎo)致金屬膨脹器沖頂。根據(jù)DLT 722-2014《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》中“三比值法”，確定故障編碼為100，判斷放電類(lèi)型為低能放電。

2.2　診斷性試驗(yàn)

為了進(jìn)一步確定電流互感器放電原因及部位，對(duì)電流互感器返廠開(kāi)展診斷性試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目包括耐壓、局部放電及高電壓介損測(cè)試。

對(duì)B、C相電流互感器進(jìn)行高電壓介損試驗(yàn)，測(cè)量不同電壓下電流互感器的介質(zhì)損耗因數(shù)。電壓首先從10 kV增加到146 kV，然后從146 kV下降到10 kV，電壓上升及下降過(guò)程中，記錄B、C相電流互感器介損值，介損隨電壓的變化情況分別見(jiàn)圖3、4。B、C相電流互感器在電壓從10 kV增加到146 kV，其介損值分別增加0.009和0.015，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖3　B相電流互感器介損值

圖4　C相電流互感器介損值

對(duì)A相電流互感器進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓值460 kV，耐壓試驗(yàn)通過(guò)后對(duì)電流互感器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，在1.2Um/√3電壓下，測(cè)得局放量為500pC，嚴(yán)重超標(biāo)。

根據(jù)三相電流互感器診斷性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)電流互感器主絕緣高壓介損及局放試驗(yàn)超標(biāo)。判斷電流互感器低能放電部位在主絕緣。

2.3　解體檢查情況

對(duì)B、C相電流互感器進(jìn)行解體檢查，拆開(kāi)電流互感器瓷套，檢查電流互感器器身、鐵心及夾件、二次繞組、末屏引線，外觀無(wú)明顯異常，如圖5所示。該型號(hào)電流互感器為電容器結(jié)構(gòu)，器身結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。

圖5　電流互感器解體檢查

圖6　電流互感器器身結(jié)構(gòu)

對(duì)電流互感器主絕緣一次繞組主絕緣進(jìn)行解體，重點(diǎn)檢查電容屏及絕緣紙，外觀檢查無(wú)明顯異常，如圖7所示。

圖7　檢查電容屏及絕緣紙

該電流互感器一次繞組主絕緣為電容型絕緣，共有9張電容屏。將一次繞組主絕緣解體后，分別測(cè)量9張電容屏的電容量、介損及絕緣電阻。發(fā)現(xiàn)C相電流互感器第4-7張屏的介損值超過(guò)廠家內(nèi)部控制值（0.004），B相電流互感器第3-7張屏的介損值超過(guò)廠家內(nèi)部控制值，B、C兩相電流互感器第4-7張屏的絕緣電阻值也明顯偏低。具體情況見(jiàn)圖8、9。

圖8C相電流互感器

圖9B相電流互感器

造成絕緣紙介損偏高，絕緣電阻下降的原因包括絕緣老化及受潮。由于本次缺陷電流互感器運(yùn)行時(shí)間不到3個(gè)月，排除絕緣老化及運(yùn)行中受潮的原因，判斷電流互感器在制造時(shí)中間屏絕緣紙未完全干燥，導(dǎo)致其介損偏高。

2.4　絕緣紙?jiān)囼?yàn)

為了確定中間屏絕緣紙未完全干燥，取B相電流互感器電容屏間絕緣紙，在試驗(yàn)室進(jìn)行干燥處理，在155℃下干燥36 h。干燥前后進(jìn)行介電常數(shù)測(cè)試，對(duì)比分析絕緣紙干燥前后介電常數(shù)變化情況，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖10。

圖10　干燥前后介電常數(shù)

根據(jù)圖10可以發(fā)現(xiàn)干燥后，絕緣紙相對(duì)介電常數(shù)均有降低，且中間電容屏的降幅尤為明顯。確定中間屏絕緣紙干燥前含有水分，故干燥后介電常數(shù)明顯降低。

3　結(jié)束語(yǔ)

本次電流互感器金屬膨脹器沖頂缺陷是由于互感器內(nèi)部發(fā)生低能放電，產(chǎn)生大量氣體導(dǎo)致的。電流互感器放電部位為主絕緣中間電容屏之間。電流互感器中間屏絕緣紙?jiān)谥圃爝^(guò)程中未完全干燥，導(dǎo)致介損值偏高，同時(shí)在運(yùn)行電壓下發(fā)生局部低能放電。為了防范類(lèi)似缺陷再次發(fā)生，提出如下措施及建議：

1）目前已要求廠家召回同批次干燥的其他電流互感器。

2）嚴(yán)格按照《變電驗(yàn)收通用制度》及《十八項(xiàng)反事故措施》要求，油浸式電流互感器出廠局放試驗(yàn)延長(zhǎng)到5 min，現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)前后進(jìn)行油色譜分析。

3）目前《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》及《變電五項(xiàng)通用制度》都沒(méi)有對(duì)絕緣紙的含水量提出明確要求，而且尚無(wú)檢測(cè)絕緣紙中含水量的有效方法，建議開(kāi)展絕緣紙中水分含量無(wú)損檢測(cè)方法及判斷標(biāo)準(zhǔn)研究。

4）認(rèn)真做好電流互感器運(yùn)行情況監(jiān)督檢查，特別是在電網(wǎng)高負(fù)荷到來(lái)之前和夏季高溫天氣時(shí)，要注意電流互感器油位變化情況。當(dāng)油位升高明顯或達(dá)到最高位置時(shí)，及時(shí)取油樣跟蹤分析。