王一帆

（國網(wǎng)河南超高壓公司，河南 鄭州 450000）

SF6 電流互感器因其具有防爆、絕緣和安裝維護(hù)等方面的優(yōu)勢，在500kV 系統(tǒng)中被廣泛使用。然而，近年來存在一些與500kV SF6 電流互感器相關(guān)的安全事故，嚴(yán)重影響電網(wǎng)運行的安全和整體質(zhì)量，電網(wǎng)系統(tǒng)必須客觀認(rèn)識到SF6 電流互感器所面臨的問題和挑戰(zhàn)，采取相應(yīng)的措施提高SF6 電流互感器的運行質(zhì)量和安全性能。電力行業(yè)的相關(guān)部門和設(shè)備生產(chǎn)廠家應(yīng)該共同努力，提高SF6 電流互感器的質(zhì)量和安全性能，保障電網(wǎng)穩(wěn)定可靠地運行。

1 500kV SF6 電流互感器故障剖析

以某市的變電站作為研究對象，該變電站500kV系統(tǒng)采用3/2 接線方式，在500kV SF6 電流互感器發(fā)生故障前，所有路線和500kV 開關(guān)均正常運行。

該500kV 變電站II 回線發(fā)生故障后，監(jiān)控后臺機(jī)報出事故告警信息、保護(hù)裝置動作和開關(guān)變位信息。變電站運維人員立即趕到現(xiàn)場，檢查站內(nèi)一次設(shè)備動作情況、二次設(shè)備保護(hù)裝置、故障錄波器動作情況。運維人員檢查設(shè)備外觀無異常，未發(fā)現(xiàn)故障點，在對打印的保護(hù)動作報告和錄波器波形進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)故障測距顯示近區(qū)故障，II 回線電流波形異常，初步判斷開關(guān)、刀閘設(shè)備無異常，邊開關(guān)電流互感器內(nèi)部有問題。運維人員和檢修人員研究后遞交送電申請，經(jīng)調(diào)度人員許可，將邊開關(guān)隔離后對II 回線進(jìn)行試送一次，試送成功，把II 回線邊開關(guān)電流互感器運行方式轉(zhuǎn)檢修。對故障電流互感器進(jìn)行全面的檢查和試驗，發(fā)現(xiàn)II 回線邊開關(guān)SF6 電流互感器的B 相和C 相的參數(shù)不符合穩(wěn)定運行標(biāo)準(zhǔn)，其內(nèi)部參數(shù)遠(yuǎn)高于現(xiàn)場實際量程，導(dǎo)致C 相絕緣值不斷下降。因而，需要對互感器故障進(jìn)行分析，主要分析對象為SF6 電流互感器內(nèi)部的B 相和C 相，對故障進(jìn)行錄波波形分析[1]。而電流互感器內(nèi)部的C 相出現(xiàn)問題和B 相類似，在此僅對B相進(jìn)行分析。

2 500kV SF6 電流互感器出現(xiàn)故障的原因分析

以B 相故障電流互感器進(jìn)行分析，將電流互感器從支柱拆卸之后，觀察電流互感器的外觀，發(fā)現(xiàn)電流互感器器身有灼燒痕跡，甚至頂部絕緣部分燒毀程度不小，僅剩下一些殘片，對互感器進(jìn)行進(jìn)一步解體診斷，發(fā)現(xiàn)一次導(dǎo)體鋁管變形嚴(yán)重，并出現(xiàn)明顯的灼燒痕跡。對器身檢查后，三角區(qū)域未出現(xiàn)擠壓痕跡，通過對故障電流互感器進(jìn)行解體檢查操作，分析得出此次出現(xiàn)故障的原因。因此，電流互感器存在生產(chǎn)工藝質(zhì)量不足的缺陷，電流互感器頭部組件包扎工藝不過關(guān)，存在損傷現(xiàn)象，長期運行導(dǎo)致絕緣擊穿引起故障，造成電流互感器故障事件的發(fā)生，影響SF6 電流互感器的性能和可靠性。

另外，B 相電流互感器內(nèi)部電容均壓屏和鍍錫銅帶之間呈現(xiàn)緊壓問題，在這些環(huán)境下，電流互感器和電容屏形成絕緣，并且內(nèi)部的絕緣鋁環(huán)僅是接觸狀態(tài)，并沒壓實，導(dǎo)致無效壓實問題的發(fā)生，這些無效壓實問題很容易演變?yōu)榻佑|不良問題，最終影響到SF6 電流互感器的正常運行[2]。在電流互感器運行過程中，極易受到電波沖擊的影響，造成內(nèi)部電位分析出現(xiàn)異常，導(dǎo)致放電不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生，使得SF6 電流互感器內(nèi)部出現(xiàn)問題。

3 500kV SF6 電流互感器故障處理方式

為解決上述SF6 電流互感器出現(xiàn)的問題，需要制定行之有效的策略，并有效應(yīng)用這些方案，降低故障發(fā)生的概率，維護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行。在實際工作中，為降低SF6 電流互感器的故障風(fēng)險，應(yīng)結(jié)合設(shè)備的實際狀況，準(zhǔn)確記錄電流互感器的測距數(shù)據(jù)和錄波信息，可以提供故障分析和排查的重要參考依據(jù)，并結(jié)合現(xiàn)場實際環(huán)境，對可能導(dǎo)致電流互感器故障的因素進(jìn)行分析。還需定期對電流互感器進(jìn)行巡視、檢測和維護(hù)工作，發(fā)現(xiàn)潛在問題和異常情況，采用紅外熱像儀、超聲波檢測等技術(shù)手段進(jìn)行檢測，及時發(fā)現(xiàn)并處理隱患，并嚴(yán)格按照廠家和行業(yè)規(guī)范的要求，對電流互感器進(jìn)行定期維護(hù)和保養(yǎng)，例如清洗絕緣子、緊固連接、檢查儀表指示等操作。與此同時，可以結(jié)合錄波顯示屏對錄波波形進(jìn)行分析。對錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析，識別故障電流的特征和變化趨勢，確定是否存在異常情況和故障點，對于出現(xiàn)故障的電流，設(shè)置自動化處理和報警裝置，當(dāng)裝置分析到錄波波形出現(xiàn)較大異常變化時，自動觸發(fā)相應(yīng)的處理措施并發(fā)出報警信號，保障線路的穩(wěn)定運行[3]。同時，工作人員還需對關(guān)鍵的故障電流數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和歸檔，為以后的分析和對比提供依據(jù)，幫助發(fā)現(xiàn)潛在的故障和異常變化。

在對SF6電流互感器的維護(hù)、例試和檢修的過程中，需要保證運維人員和檢修人員的人身安全。運維人員和檢修人員在開展各自工作之前，使用合適的個人勞動防護(hù)用品、經(jīng)檢驗合格的安全工器具，并需要做好相應(yīng)的安全措施。需要對SF6 電流互感器進(jìn)行停電缺陷處理時，應(yīng)提交檢修工作計劃，調(diào)度人員根據(jù)電網(wǎng)運行情況進(jìn)行運行方式安排，確定檢修計劃時間。運維人員停電后，要保證電流互感器作業(yè)現(xiàn)場的安全措施正確完善，檢修人員方能進(jìn)入現(xiàn)場工作。檢修人員根據(jù)缺陷情況和故障現(xiàn)象進(jìn)行處理，設(shè)備缺陷處理完成后，需要對電流互感器二次接線檢查、絕緣檢測試驗，記錄各項參數(shù)，數(shù)據(jù)正常，確定合格后，才能進(jìn)行送電運行。

4 500kV SF6 電流互感器故障解決與預(yù)防措施

4.1 防止電流互感器二次短路的發(fā)生

二次短路的發(fā)生會直接影響到SF6 電流互感器在實際使用時的設(shè)備性能，可以采用合理的電氣保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計，例如保護(hù)裝置、調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)、電器網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等手段，控制電流的大小和持續(xù)時間，減少二次短路對電流互感器的沖擊作用。同時，在選購SF6 電流互感器時，盡量選擇具有足夠的強(qiáng)度和耐受能力的產(chǎn)品，使得SF6 電流互感器可以承受二次短路帶來的壓力和瞬態(tài)電壓，減少電流互感器暴露在高瞬態(tài)電壓和電流的風(fēng)險。

另外，運檢人員需要定期檢查SF6 電流互感器的狀態(tài)和性能，排查電流互感器二次回路的運行狀態(tài)，識別潛在的故障和損壞，及時采取檢修和更換策略，保障SF6 電流互感器連接線的良好工作狀態(tài)。可以定期檢查SF6 電流互感器的外觀、接線、絕緣狀況等，保證電流互感器的良好外觀，發(fā)現(xiàn)較明顯的損壞或破損要及時處理，定期通過絕緣電阻測試、局部放電測試、介電強(qiáng)度測試等方式評估電流互感器性能和評估其是否可以正常工作。

此外，運檢人員需要對檢測的信息和結(jié)果做出記錄，建立維護(hù)文檔，制定維護(hù)計劃，包括定期檢查和維護(hù)的時間、頻率，避免潛在故障的發(fā)生，使SF6 電流互感器可以長期穩(wěn)定運行。

4.2 將SF6 電流互感器作為試驗項目

由于SF6 電流互感器并沒有在預(yù)試規(guī)程中設(shè)定實際使用時的整體效果以及使用項目，為了能夠在早期及時發(fā)現(xiàn)SF6 電流互感器存在的故障，可以考慮將SF6電流互感器定義為試驗項目，這樣可以更加有效、科學(xué)地發(fā)現(xiàn)SF6 電流互感器內(nèi)部存在的故障，降低其在實際使用時故障發(fā)生的概率。在進(jìn)行試驗操作時，僅使用傳統(tǒng)的絕緣電阻介損和電容量進(jìn)行測試工作，難以滿足SF6 電流互感器在實際使用時的整體效果，為此電網(wǎng)系統(tǒng)可以將定期開展紅外測溫操作進(jìn)行SF6 電流互感器作為試驗內(nèi)容，使得試驗項目更加具有科學(xué)性、有效性和針對性[4]。

此外，在進(jìn)行試驗時，可以開展AIS 局部測試操作，在設(shè)備使用過程中、設(shè)備更換之前和之后以及不同溫度下，對設(shè)備自身的絕緣性進(jìn)行檢測工作，以便提高設(shè)備在實際使用時的使用壽命和效果。電網(wǎng)系統(tǒng)可以采用介電強(qiáng)度測試、絕緣電阻測量等方式，定期對AIS設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行檢測和評估。并且在安裝新設(shè)備之前和更換設(shè)備之后進(jìn)行終端測試，采用對絕緣電阻、局部放電和電氣耐久性的檢測等操作，驗證設(shè)備的絕緣性能是否滿足設(shè)計要求。

另外，為了提高SF6 電流互感器的壽命，還需要對其進(jìn)行溫度試驗，通過模擬不同環(huán)境下的溫度變化，評估設(shè)備的絕緣材料和結(jié)構(gòu)對溫度變化的適應(yīng)性，保證SF6 電流互感器在復(fù)雜環(huán)境下能夠可靠穩(wěn)定地工作。

4.3 要求設(shè)備廠家強(qiáng)化產(chǎn)品質(zhì)量

對設(shè)備廠家的同一批次的SF6 電流互感器進(jìn)行巡視檢查，包括產(chǎn)品的外形、產(chǎn)品異常的聲音、電流互感器的絕緣材料、磁芯材料等關(guān)鍵材料的狀況檢查以及質(zhì)量檢測，并考慮引進(jìn)自動化設(shè)備和智能化技術(shù)，采用人工智能和數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行巡檢和管理工作，對設(shè)備進(jìn)行周期性跟蹤監(jiān)測，從根本上提高設(shè)備的整體質(zhì)量，確保電力系統(tǒng)的正常運行。

此外，還應(yīng)該要求廠家提高產(chǎn)品制作流程的工藝改進(jìn)工作，完善電流互感器的設(shè)計和規(guī)劃工作，選擇合適的絕緣材料、導(dǎo)線材料和磁芯材料等，采用先進(jìn)的絕緣材料、高效的線圈繞制技術(shù)和先進(jìn)的SF6 氣體充填和處理技術(shù)，保證SF6 氣體電流互感器的質(zhì)量和性能，維護(hù)電流互感器的穩(wěn)定性。在完成SF6 電流互感器的制作工序后，廠家需要對電流互感器進(jìn)行質(zhì)量檢查，可考慮引入先進(jìn)的檢測設(shè)備和方法，例如在線檢測和自動化檢驗技術(shù)等，檢查其外觀、尺寸以及絕緣性能是否達(dá)標(biāo)，完成驗收工作，并保證對出廠的SF6電流互感器進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)識和記錄，保證產(chǎn)品交付的可追蹤性。

廠家在完成SF6 電流互感器的檢查工作后，需要針對產(chǎn)品自身出現(xiàn)的問題，組織專題討論會，邀請技術(shù)人員和相關(guān)專家，對常見問題進(jìn)行深入討論，對現(xiàn)有工藝進(jìn)行評估和分析，找出存在的瓶頸和問題，共同研究解決方案，發(fā)現(xiàn)共性問題提出切實可行的解決策略。基于討論結(jié)果，廠家需制定改進(jìn)策略，變更產(chǎn)品材料、改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提升質(zhì)量控制等[5]。

4.4 檢查不同批次的電流互感器

不同批次的SF6 電流互感器在實際設(shè)計中的設(shè)計參數(shù)很難保持一致，最終會對電流互感器的工作效果產(chǎn)生影響，可以盡量選擇同一廠家、同一型號、同一批次的SF6 電流互感器，保證設(shè)計參數(shù)的一致性，減少由于設(shè)備差異引起的潛在問題，提供一致的工作性能。在做好驗收工作時，需要對所選設(shè)備的型號、原件和軟件版本進(jìn)行橫向比較，了解設(shè)備之間的差異，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，維護(hù)產(chǎn)品的一致性原則，在進(jìn)行設(shè)備驗收工作時，根據(jù)廠家提供的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行驗收試驗，使設(shè)備在實際使用過程中發(fā)揮有效作用，滿足實際使用需求。另外，還需要進(jìn)行縱向比較，將不同批次的SF6 電流互感器的試驗結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)參數(shù)差異性和性能差異，及時采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。

建設(shè)單位也需要進(jìn)一步強(qiáng)化竣工驗收管理工作、對SF6 電流互感器的各個組件的檢查和驗收工作，制定明確的驗收流程，做好所有組件的驗收工作，按照專業(yè)要求進(jìn)行每一個工作流程的運行，減少質(zhì)量問題發(fā)生的頻率。并對同一批次的SF6 電流互感器的各個組件的質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)的檢查和驗收，降低潛在故障和損失的風(fēng)險。

同時，建設(shè)單位需要和廠家建立良好的合作關(guān)系，嚴(yán)格遵守供應(yīng)鏈管理措施，使得所有的SF6 電流互感器具有可追溯性，保障SF6 電流互感器的質(zhì)量，提高電流互感器的品控和最終表現(xiàn)成果，杜絕相關(guān)的低質(zhì)量產(chǎn)品進(jìn)入電網(wǎng)系統(tǒng)。

5 結(jié)語

電力系統(tǒng)的正常運行直接影響著我國經(jīng)濟(jì)和人民的整體生活水平，需要我們高度重視電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行。電流互感器的質(zhì)量和運行狀態(tài)直接關(guān)系到電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行，廠家的制作工藝和制造水平的好壞直接影響到SF6 電流互感器的質(zhì)量，設(shè)計廠家需要完善制作流程以保障電流互感器的質(zhì)量，電網(wǎng)系統(tǒng)也需要對電流互感器進(jìn)行試驗工作，確保進(jìn)入電網(wǎng)系統(tǒng)中的設(shè)備的質(zhì)量和安全，杜絕問題設(shè)備進(jìn)入電網(wǎng)系統(tǒng)，保障電網(wǎng)設(shè)備的安全運行。