朱傳華 肖定彬

國網(wǎng)湖南省電力有限公司檢修公司，湖南長沙 410000

電流互感器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備，其作用是提供儀表測量和繼電保護(hù)的電流信號。電流互感器的絕緣狀況是否良好，將直接影響電力系統(tǒng)的安全和可靠運(yùn)行。而電容量 （C） 和介質(zhì)損耗因數(shù) （tanδ） 都是表征絕緣材料絕緣性能的重要指標(biāo)，而對于油浸式高壓電流互感器而言 （無論是正立式還是倒立式結(jié)構(gòu)），其主絕緣均為電容型且通常用高壓電纜紙或皺紋紙包扎而成，并浸漬在絕緣油中。當(dāng)絕緣劣化或者絕緣受潮，電流互感器的電容和介損就會(huì)發(fā)生改變，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備運(yùn)行過程中發(fā)生爆炸 （新疆小草湖變電站就發(fā)生過220kV倒立式電流互感器由于絕緣劣化導(dǎo)致的爆炸事件[1]）。為了避免此類事故發(fā)生，嚴(yán)格把控油浸式電流互感器的電容和介質(zhì)損耗因數(shù) （以下簡稱介損） 試驗(yàn)就變得異常重要。

某變電站一組35kV油浸式電流互感器型號為LB-35W，其A相設(shè)備發(fā)生漏油。在對漏油電流互感器進(jìn)行密封圈更換以及補(bǔ)油后，對設(shè)備進(jìn)行電容及介損測量 （二次和外殼均接地），試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)設(shè)備介損嚴(yán)重超標(biāo) （測試值6.916%，正常值應(yīng)≤2.5%），同時(shí)電容值偏大 （測量值90.98pF，交接值85.13pF，初值差應(yīng)≤±5%）。為了排除外界干擾，獲得設(shè)備的準(zhǔn)確電容、介損值，我們對現(xiàn)場常見干擾進(jìn)行了分析和排除。

1 現(xiàn)場測試常見干擾及其影響

對于油浸式電流互感器介損及電容量的測試，常見的影響因素包括測試回路的接觸不良、外瓷套表面的泄漏電流以及絕緣受潮等。而在實(shí)際測量過程中，油中氣泡也是影響電流互感器介損及電容量測量的重要因素。

1.1 測試回路接觸不良的影響

當(dāng)電流互感器一次繞組接線端子表面臟污、氧化情況比較嚴(yán)重以及二次 （外殼） 接地不良的時(shí)候，將出現(xiàn)測試回路接觸不良的現(xiàn)象，即相當(dāng)于電極與試品之間存在一夾層如圖1（a） 所示。

圖1 測試回路接觸不良的等效阻抗圖

于是在電極之間的電場中，除了試品之外還有夾層，它的等效阻抗為 ，如圖1（b） 所示，電容為 為夾層的串聯(lián)等效阻抗，a、b兩點(diǎn)間的阻抗為：

由此可見，測得的電容總是偏小，測得的 要看夾層與試品的 哪一個(gè)大，如夾層為空氣，則測得的值偏小；若夾層是氧化鉬、很臟的黏合劑或水則測得的值偏大。

1.2 泄漏電流的影響

當(dāng)環(huán)境濕度過大，或者電流互感器外瓷套表面臟污，則在測試過程中，外瓷套表面有較大的泄漏電流。此外，當(dāng)測試線絕緣不夠或屏蔽破損且拖地時(shí)，也可能造成電極對地泄漏電流較大。分析泄漏電流對測量結(jié)果的影響，可以用它的并聯(lián)等效阻抗來表示，如圖2所示。

圖2 泄漏電流的等效阻抗圖

測得的 與 分別為：

1.3 絕緣受潮的影響

絕緣油為非極性介質(zhì)，其極化主要為電子位移極化，轉(zhuǎn)向極化對極化的貢獻(xiàn)甚微，又因?yàn)檗D(zhuǎn)向極化的松弛時(shí)間τ較小，在工頻等較低頻率下均能及時(shí)建立，因此，在較低頻率交變電場作用下，介質(zhì)損耗主要來源于電導(dǎo)：

1.4 氣泡的影響

對于新注油電流互感器，常帶進(jìn)部分空氣，從而在油中形成大量小氣泡。小氣泡對測量結(jié)果的影響，仍然可以用并聯(lián)等效阻抗來表示，如圖3所示。

圖3 油中小氣泡的等效阻抗圖

從1.2中我們知道：

但實(shí)際在絕緣油中存在氣泡時(shí)，由于在交變電壓下電場強(qiáng)度與介質(zhì)介電常數(shù)成反比，氣泡中的電場強(qiáng)度比絕緣油介質(zhì)高，而氣體的擊穿場強(qiáng)又比絕緣油介質(zhì)低得多，所以，總是氣泡先發(fā)生電離，從而導(dǎo)致局部放電增強(qiáng)；由于電導(dǎo)增大、局部放電增強(qiáng)導(dǎo)致電導(dǎo)損耗、局部損耗增大，表現(xiàn)為介損值增大[2]。

2 現(xiàn)場處理及結(jié)果分析

通過對接線排進(jìn)行打磨同時(shí)更換測試線，排除電極接觸不良以及測試線造成的影響。處理過后測量電流互感器的電容值和介損值，電容值幾乎沒變，介損值略有下降。說明接線排表面的臟污和氧化以及測試線本身對電流互感器的介損值有所影響 （電容幾乎沒有），但不是造成互感器介損超標(biāo)的主要原因。

通過乙醇和毛巾對電流互感器外瓷套表面進(jìn)行擦拭，并用電吹風(fēng)進(jìn)行干燥處理，處理后的電流互感器電容值恢復(fù)正常范圍，介損值從6.258%下降到4.130%，證實(shí)瓷套外表面泄漏電流對電流互感器的電容及介損測試造成了較大影響，但處理后的電流互感器介損值仍然超標(biāo)。

進(jìn)一步的處理通過對電流互感器靜置24h來完成。靜置后的測量結(jié)果表明，設(shè)備電容值從88.07pF下降到了86.48pF，介損值從4.130%下降到了1.867%，電容和介損均符合35kV油浸式電流互感器例行試驗(yàn)要求。測試結(jié)果如表1。

表1 不同處理方式下電流互感器的電容及介損值

在靜置過程中，隨著時(shí)間的推移，絕緣油中的氣泡將會(huì)不斷溢出，同時(shí)隨著溫度升高，絕緣油中溶解的氣體將不斷析出，氣體析出和氣泡溢出又將帶出絕緣油中的部分水分，這些因數(shù)都將導(dǎo)致電流互感器電容和介損下降。

對于油浸式電流互感器，絕緣油中存在氣泡時(shí)，由于在交變電壓下兩串聯(lián)介質(zhì)中電場強(qiáng)度與介質(zhì)介電常數(shù)成反比，氣泡中的電場強(qiáng)度比絕緣油介質(zhì)高，而氣體的擊穿場強(qiáng)又比絕緣油介質(zhì)低得多，所以總是氣泡先發(fā)生電離，局部放電增強(qiáng)；由于電導(dǎo)增加，局部放電增強(qiáng)，所以電導(dǎo)損耗、局部放電損耗也將增大，表現(xiàn)為介質(zhì)損耗增大。電離嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致氣泡溫度升高，體積膨脹，電離將進(jìn)一步發(fā)展；同時(shí)氣泡電離產(chǎn)生的高能電子碰撞液體分子，使液體分子電離生成更多的氣體，擴(kuò)大氣體通道，當(dāng)氣泡在兩極間形成“氣橋”時(shí)，絕緣油介質(zhì)就可能發(fā)生擊穿[2]。因此對于油浸式電流互感器，有必要在新安裝或進(jìn)行注油等工作后靜置足夠時(shí)間再開展試驗(yàn)以及進(jìn)行投運(yùn)。

3 結(jié)語

（1） 對新安裝或進(jìn)行注油工作后的油浸式電流互感器應(yīng)在靜置足夠時(shí)間后再開展試驗(yàn)工作 （以及投運(yùn)）。

（2） 空氣濕度較大的天氣，要避免電流互感器外瓷套表面泄漏電流對電流互感器電容及介損值測量的影響。

（3） 避免在濕度較大的天氣對電流互感器進(jìn)行注油工作，防止潮氣進(jìn)入，對電流互感器絕緣造成影響。