110 k V干式電流互感器介損測試數據異常的排查分析

郭 壘

（福建水口發電集團有限公司，福建福州350004）

1 案例概述

2014年8月，福建水口發電集團嵩灘埔電站110 k V升壓站按照設備檢修周期進行全站停役檢修。其中閩嵩線131開關CT按照《國家電網公司標準：輸變電設備狀態檢修試驗規程Q／GDW1168-2013》的要求，進行設備改造投運一年后的例行試驗。在介損和電容量的試驗中，發現該干式電流互感器的測試數據與之前交接試驗數據相比，介損值有所減小，而電容量值均有較大增加，超過了5%的警示值。經過對異常數據的排查分析，得出了真實的試驗數據，此次對110 k V干式電流互感器的日常維護檢修增加了實際經驗，更為干式電流互感器的長期穩定運行積累了詳實的數據資料。

2 干式電流互感器

20世紀90年代中期，在干式高壓穿墻套管技術的基礎上，國內幾家公司先后開發出110 k V電流互感器，它的主要結構是將干式高壓穿墻套管彎曲成U形作為電流互感器的一次繞組，將二次繞組套裝在U形的底部。經過多年的發展和對產品的不斷改造，現在該產品的主絕緣由聚四氟乙烯薄膜外涂少量硅油纏繞而成，整體采用電容式結構，中間插入金屬極板進行均壓。與目前使用的油浸紙絕緣電流互感器和SF6電流互感器相比，干式電流互感器無油、無氣泄漏，無現場環境污染、體積小、重量輕、便于安裝、特別適合無人或者少人值守的變電站。

福建水口發電集團嵩灘埔電站110 k V閩嵩線131開關CT采用大連北方互感器集團有限公司生產的干式電流互感器，其參數型號如表1所示。

表1 閩嵩線131開關CT參數

3 電流互感器歷次介損測試數據的比較

介質損耗是絕緣材料在電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，在其內部引起的能量損耗，也叫介質損失，簡稱介損。介損的測量在電氣設備的制造、絕緣材料電氣性能的鑒定、絕緣試驗等方面都是不可缺少的環節。它是判斷絕緣情況的一個較靈敏的試驗方法：電氣設備的絕緣能力下降，直接反映為介質損耗因數的增大，進一步就可以分析出絕緣下降的原因。而在介損試驗中，也能同步測試得出試品的電容量。電容量的明顯變化，可以反映多個電容中的幾個或者一個發生短路或者斷路的情況。

表2為閩嵩線131開關CT歷次介損測試數據的比較情況。

表2 閩嵩線131開關CT歷次介損測試數據

根據《國家電網公司標準：輸變電設備狀態檢修試驗規程Q／GDW 1168-2013》：電流互感器的電容量與上次試驗數據相比，不得超過5%（警示值）。可是三臺全新的電流互感器，僅僅一年的運行時間，電容量的試驗數據全部異常增長，這個測試數據能反映該電流互感器的真實運行狀況嗎?

為了確定該數據是否真實有效，在拆除了該電流互感器的引線、重新擦拭了電流互感器的硅橡膠傘裙、并經太陽暴曬2 h后，采用另外一臺同型號的自動介損儀進行第二次測試，兩臺介損儀同步測試數據如表3所示。

表3 閩嵩線131開關CT介損測試之比較

兩臺儀器都是經過福建電力科學研究院檢定合格的介損儀，在相同的測試條件下，測試結果中介損值接近，但是電容量數值卻大相徑庭，孰真孰假?考慮到閩嵩線131開關CT是目前水口電氣高壓班所接觸到的第一臺干式電流互感器，之前完全沒有相關的數據積累，為此聯系了該干式電流互感器的生產廠家。廠家回復：干式電流互感器在運行一段時間后，由于內部硅油的變化，確實可能出現電容量增加的情況。具體增加多少，由于各電廠設備運行環境不同，沒有明確的數據參考。因此，對該數據的排查分析還只能靠維護人員自己摸索。

4 電流互感器測試數據排查分析

影響介質損耗測量數據的因素很多，主要有電流互感器的工藝結構、測試的方法、引線對地的夾角、周邊環境電場的干擾，溫度、濕度等，按照這些影響因素逐步排除，來尋找兩臺介損儀測試數據差異的原因。

4.1 干式電流互感器的構造

先來看看干式電流互感器的內部構造，閩嵩線131開關CT的外形見圖1，而它的結構見圖2。

圖1 131開關CT外形

圖2 131開關結構

從結構圖可以看出，干式電流互感器實際上是將低壓貫穿式電流互感器套在U形干式高壓套管上，再通過箱體和機械緊固件互相組合在一起。該電流互感器的末屏端，或者叫地屏端，屬于直接接地，無法拆除。

這種工藝結構使得介損數據無法采用正接法測試，只能采用反接法測試，受外界干擾影響較大。

4.2 兩臺介損儀器的測試接線比較

同樣是采用反接法測試，兩臺介損儀的測試接線也有所不同，其中AI6000C型介損儀的測試接線見圖3，HV9001型介損儀的測試接線見圖4。

圖3 AI6000C型介損儀的測試接線

圖4 HV9001型介損儀的測試接線

從接線圖可以看出，兩種儀器的接線差別是AI6000C型在測試中加入了高壓屏蔽，而HV9001型則是屏蔽端懸空。看來介損測試之所以出現較大的數據差別，關鍵之處就是沒有將干式電流互感器外部的雜散電容完全屏蔽，從而造成了測試電容量數據超標。

4.3 測試環境干擾的排查

本次閩嵩線131開關CT投運一年后的例行試驗，在停電過程中配合進行了110 k V主變防腐噴涂的施工，是全升壓站停電。為了防止防腐涂料隨空氣流動沾染到其他高壓電氣設備，所有設備的外絕緣都包上了塑料薄膜，在試驗之前幾小時才進行拆除，具體見圖5。

圖5 110 k V主變防腐噴涂示意

全站停電，首先排除了電場干擾；其次又拆除了所有的外接引線，將設備盡可能恢復到了交接時的狀態；測試時直接將儀器測試線接到了電流互感器的一次接線板上，再排除了引線和地面夾角的影響；最后擦拭硅橡膠傘裙后，又暴曬了2 h，最大限度地排除了溫度和濕度的影響。看來，本次測試現場最大的外部干擾就是主變防腐進行噴涂的涂料了，盡管已經做了相關的防御措施，但是空氣中還散布著肉眼無法看見的微小顆粒，電流互感器受外部環境影響過大，導致電流互感器的外部雜散電容過高。

為了驗證這個猜想，依然使用了HV9001型介損儀，這次將B相電流互感器的傘裙進行屏蔽，再測試一次。最終測得B相電流互感器電容量值為590.1 p F，與交接時HV9001型介損儀測試的電容量581.2 p F相近，與AI6000C型介損儀現場測試的582.9 p F結果也相近，證實了這個猜想完全正確。

4.4 排查結論

HV9001型介損儀的反接法測試由于內部接線的設計，在周邊環境清潔，天氣晴朗的情況下測試，結果較為準確，但是在周邊環境比較惡劣，存在較大干擾的情況下，它的抗干擾能力就沒有AI6000C型介損儀強，測試的數據與設備的真實數據就會存在較大的誤差。所以本次閩嵩線131開關CT的介損測試數據，最終以AI6000C型介損儀測試的數據為準。

5 后續問題

在之前的油浸紙絕緣電流互感器和SF6電流互感器進行介損測試時，兩種介損儀的測試結果都比較接近，為什么在干式電流互感器上就會有較大的差別?

油浸紙絕緣電流互感器采用的是末屏端子引出，所以采用正接法進行測試，比起反接法，不容易受到外界環境的干擾，準確度較高。SF6電流互感器內部密閉著SF6氣體，本身電容量較小，雖然容易受到外界環境的干擾，但是由于末屏端子不是永久接地，一樣也可以按照正接法進行測試，更何況福建電力公司早在《輸變電設備狀態檢修試驗規程Q／FJG10093-2008》中就取消了SF6電流互感器的介損試驗。而只有干式電流互感器，由于它的末屏端子屬于永久接地狀態，只能采用反接法進行測試，受外部環境影響較大，所以相對的誤差才會比較明顯。

6 結束語

干式電流互感器是新出現的產品，對它的運行狀況還要不斷加深了解。這次針對該干式電流互感器的介損試驗，由于面對復雜環境的干擾，出現了電容量超過警示值，可是介損值卻正常的現象。假設測試出來的電容量數據有所增大，但是卻沒有超過警示值，那么這個數據就非常具有欺騙性，所以例行試驗應該盡量選擇在晴天或者干燥的時候進行，試驗中一定要盡量排除外部環境的干擾，對測試數據加強分析驗證，才能對電氣設備的穩定運行積累更詳實準確的技術資料。

［1］ Q／GDW1168-2013.國家電網公司企業標準：輸變電設備狀態檢修試驗規程［S］.2013.