運行中電流互感器可靠性判斷

徐宏武

摘 要：本文對運行中電流互感器健康判斷的測試方法進(jìn)行了總結(jié)。通常情況下運行中的電流互感器檢查診斷的方法主要分為日常檢查、停電情況下的定期檢測、運行情況下的在線監(jiān)測。

關(guān)鍵詞：電流互感器；測試；診斷

中圖分類號：TM514 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

電流互感器是輸變電系統(tǒng)中的重要一次設(shè)備。其運行穩(wěn)定直接關(guān)系到電力系統(tǒng)安全。為保證運行中的電流互感器安全可靠，運行過程中的診斷和維護(hù)極為重要。本文所陳述的電流互感器為油浸式絕緣。其主絕緣是由電纜紙或皺紋紙按一定規(guī)律包扎在一次或二次繞組上浸漬變壓器油構(gòu)成的。這種絕緣在長期運行過程中會緩慢地老化。在運行過程中通過有效地測試診斷程序，對電流互感器的健康狀況進(jìn)行判斷，將絕緣有問題的電流互感器及時退出運行，避免爆炸事故產(chǎn)生。同時也保證電力系統(tǒng)的安全運行。

1.日常檢查

1.1 電流互感器部件的檢查

日常主要采取目視的方法檢查運行中電流互感器。一般為是否有漏油檢查，金屬件防腐檢查、瓷套外觀檢查、接地狀況檢查，最重要的就是檢查膨脹器的狀況。正常運行的電流互感器內(nèi)部應(yīng)該是微正壓，依據(jù)膨脹器的狀態(tài)可初步判斷電流互感器的運行狀況，見表1。

1.2 發(fā)熱檢查

發(fā)熱檢查對于發(fā)現(xiàn)電流互感器的熱缺陷或過熱點非常有效。可以及時發(fā)現(xiàn)接觸點接觸不良問題造成的過熱或者局部缺陷造成的溫升過高。通過紅外溫度儀器可以直觀地觀測電流互感器一次導(dǎo)電體或者其他部位的溫度。溫度過高應(yīng)立即退出運行進(jìn)行檢查。

2.停電測試

電流互感器在投運前以及運行后每隔3～6年都應(yīng)該在停電時進(jìn)行絕緣性能的測試，測試主要有以下幾種：

2.1 絕緣電阻測量

依據(jù)電流互感器的設(shè)計，絕緣電阻應(yīng)該在一次繞組與地之間測試。測試前將瓷套表面進(jìn)行清理并干燥，測得的直流電阻應(yīng)該是開始測試10min時的直流電阻值R10。測得的電阻值應(yīng)折算到20℃的電阻值。

一般新出廠的電流互感器絕緣電阻應(yīng)該為800GΩ，對于測得絕緣電阻不大于150GΩ的，應(yīng)判定為電流互感器絕緣問題。

2.2 極化系數(shù)測量

極化系數(shù)的測量即在第15s和第60s所測得的絕緣電阻的比值。即

Fa=R60/R15或Fa=i15/i60

極化系數(shù)是判斷電流互感器絕緣狀況的參數(shù)之一，它是基于濕度、絕緣的年限、介質(zhì)類型以及絕緣系統(tǒng)的方式。通常隨著絕緣內(nèi)濕度以及年限的增加，極化系數(shù)接近1。當(dāng)極化系數(shù)接近1.7時，應(yīng)判定為電流互感器的主絕緣不適宜繼續(xù)運行。

2.3 電容和介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ）測量

運行中的電流互感器至少在10kV下測量電容和介質(zhì)損耗因數(shù)。測量結(jié)果與出廠值進(jìn)行比對。一般如果介質(zhì)損耗因數(shù)值高于出廠值的1%，說明電流互感器的絕緣狀況較差。介質(zhì)損耗因數(shù)在不同的溫度測量的值，應(yīng)按如下公式折算到20℃：

tanδ（20）=tanδ（θ）·e-α（θ-20）

其中α依據(jù)如下公式進(jìn)行計算：

θ和tanδ為溫度和相應(yīng)的介質(zhì)損耗因數(shù)。

2.4 局部放電測量

局部放電測量可以直觀地判斷出電流互感器絕緣的質(zhì)量。在油紙絕緣中的局部放電會導(dǎo)致絕緣的最終崩潰。產(chǎn)生局部放電的同時會伴隨產(chǎn)生聲波并會導(dǎo)致變壓器油的分解而產(chǎn)生氣體。由于過電壓、產(chǎn)品內(nèi)部缺陷或絕緣內(nèi)部濕度過高產(chǎn)生的局部放電最終會導(dǎo)致絕緣的局部損壞。

投運后的電流互感器復(fù)試局部放電時預(yù)加電壓按標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是額定工頻試驗電壓的80%。

局部放電測量時干擾一般要求小于3pC，而在變電站現(xiàn)場的干擾過高而無法測量。需要將產(chǎn)品運至專業(yè)的試驗室進(jìn)行測試。

2.5 變壓器油的檢查

電流互感器絕緣用變壓器油中析出氣體的數(shù)量和成分可以進(jìn)行測量。測量結(jié)果與GB/T7595-2008進(jìn)行比對。可以預(yù)見，電流互感器在運行期間油中所含氣體會有微量增加。這種增長是絕緣老化的反映。

有些情況下，未投運的電流互感器變壓器油中也會出現(xiàn)一些氣體。這些氣體是固體絕緣、防腐保護(hù)或粘接時用的膠釋放出來的。

測量氣體含量同時也應(yīng)該進(jìn)行互感器油中水分含量的測量。新品電流互感器油中水分一般在5～10ppm之間。其含量在運行期間不應(yīng)有變化。

建議電流互感器運行6個月至1年內(nèi)進(jìn)行一次變壓器油檢驗分析。之后每隔3～6年要進(jìn)行一次。

變壓器油色譜分析結(jié)果可以判斷電流互感器運行時的狀況。較小強(qiáng)度的局部放電會產(chǎn)生甲烷、乙烷和大量的氫氣，電弧放電會產(chǎn)生乙炔。如果發(fā)現(xiàn)這些氣體的含量超過規(guī)定的限值或明顯變化，則應(yīng)密切注意其運行狀況或?qū)㈦娏骰ジ衅魍顺鲞\行。

3.電流互感器的在線監(jiān)測

日常檢查和停電檢查只能檢查電流互感器絕緣老化情況。但這種方式很難查明和防止一些快速事故的發(fā)生。快速故障只能通過在線監(jiān)測才能發(fā)現(xiàn)。但是，電流互感器用在線監(jiān)測方法仍處于研發(fā)階段，其效果還需要進(jìn)一步證明。

3.1 測量主絕緣泄漏電流

監(jiān)測電流互感器的泄漏電流。通過電流互感器接地裝置測量電流互感器對地泄漏電流。在絕緣擊穿的開始，泄漏電流會非常明顯地增大，如果適時地發(fā)現(xiàn)采取措施就可以避免電流互感器惡性事故的發(fā)生。但由于準(zhǔn)確測量非常不易，這種方式還未被廣泛地應(yīng)用。

3.2 變壓器油的在線監(jiān)測

在線監(jiān)測分析電流互感器中變壓器油的氣體含量。但這種方式更適合運行時變壓器油在箱體內(nèi)循環(huán)的變壓器。對于變壓器油靜止的電流互感器測量效果受到限制。而且這種裝置相對于電流互感器本身造價也相當(dāng)高。

結(jié)論

按照要求對運行中的電流互感器進(jìn)行預(yù)防性試驗，可有效反映電流互感器的健康狀況。及時發(fā)現(xiàn)有問題，采取有效措施，避免惡性事故發(fā)生，減少直接和間接損失。同時研究在線監(jiān)測的新途徑，可以準(zhǔn)確、及時反映出電流互感器的運行狀況。保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

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