電流互感器末屏缺陷的發現和分析

楊志平

摘 要：電流互感器是變電站的重要設備之一，其運行狀況直接影響系統運行安全可靠性。本文結合兩起電容式電流互感器末屏缺陷案例的發現過程及原因分析，通過應用油色譜技術及在線監測技術進行缺陷初步判斷，并結合電氣試驗、解體檢查等方法驗證了油色譜技術及在線監測技術的缺陷診斷結果，反映綜合應用在線監測、帶電檢測、電氣試驗等方法可對設備進行及時、準確地缺陷診斷。

關鍵詞：在線監測； 電流互感器末屏； 帶電檢測

引言

電流互感器是變電站的重要設備之一，擔負著電力系統計量和繼電保護所需信號的重任，其運行狀況直接影響系統運行安全可靠性。容性電流互感器一般采用油絕緣方式，其內部為油紙復合絕緣，為了提高主絕緣的強度，在絕緣中繞制一定數量的同心圓筒形電容屏，把油紙絕緣分為很多絕緣層，最外一層電容層為末屏，其表面焊有銅引線，引接至外部末屏小瓷套，與接地端子相連。運行中末屏應可靠接地，如果末屏不接地，將造成懸浮高電位對地放電，影響互感器安全運行[1-2，4] 。

本文結合兩起電容式電流互感器末屏缺陷案例的發現過程及原因分析，論證現有電流互感器檢測技術對末屏缺陷檢測的有效性。

1、缺陷經過

1.1案例一：某110kV變電站110kV龍鳳線106CT型號為LB7-110W。2015年6月4日電氣試驗班對110kV龍鳳線106CT進行帶電檢測取油樣，進行油色譜試驗時發現110kV龍鳳線106CTB相油中氫氣及總烴含量異常（見表一）。

1.2案例二：某220kV變電站220kV紅莆線264CT型號為IOSK245。2016年3月28日，維護人員在對220kV紅莆線264CT在線監測裝置進行缺陷處理時，發現三相末屏電流不一致，A相末屏電流為1.5mA ，B、C相電流為11.5mA。進一步查閱在線監測裝置歷史數據（見表二）

2、缺陷原因分析與處理

上述兩起案例分別為帶電檢測（油色譜技術）與在線監測技術發現的缺陷，為進一步驗證此兩項技術發現缺陷有效性，分別停電進行診斷性試驗，具體如下：

2.1 案例一處理過程

油色譜試驗：110kV龍鳳線106CT B相油中溶解氣體組分含量分析，油中總烴和氫氣含量嚴重超過運行注意值，主要成分為氫氣和甲烷，三比值為“1 1 0”，初步診斷設備內部存在低能量局部放電性質故障。

解體檢查試驗：B相CT解體后發現末屏內部接線桿處松動、末屏陶瓷絕緣筒外壁處有放電痕跡（見圖一）。分析該放電點是由于末屏內部接地引線松動，存在不同電位之間的油中火花放電，產生大量的氫氣和甲烷。

2.2 案例二處理過程

2016年3月29日，220kV紅莆線264CT轉檢修，試驗班對該組電流互感器進行診斷性試驗。停電前對末屏電流進行復測，測試值與28日測試結果一致。具體如下：

在線監測數據分析：264電流互感器A相從2月2日以來A相泄漏電流數據從11.8mA下降至1.5mA，B、C兩相數據正常。查看264電流互感器上次停電試驗報告，該組互感器電容屏電容值分別為281.0pF、284.0pF、282.8pF，根據I=ωCU 可計算三相末屏電流的理論值，如表三：

測試值與理論值對比，發現A相電流偏小，B、C相電流基本一致，判斷電流互感器內部可能存在異常（電容量改變或者內部分流等）

診斷性試驗：停電試驗項目有末屏絕緣電阻試驗、電容量及介質損耗因數測試。本次試驗及上次試驗數據如表四：

根據試驗記錄，B、C試驗數據與歷史數據基本一致，A相末屏絕緣電阻測試正常，但電容量與介質損耗因數與歷史數據存在較大變化，電容量與上次測試值偏差達-86.65%，遠超過《輸變電設備狀態檢修試驗規程》規定的±5%（警示值），介損值雖然未超過0.8%（注意值）規定，但與上次測試值存在顯著增加，按規程要求試驗不合格[3]。

264開關CT A相介質損耗為0.585%（即0.00585），電容量為37.5pF，與前面帶電測試換算值0.00539，38.54pF基本一致。一般情況下，末屏電容如果受潮或者部分擊穿會導致電容增大，電容屏缺油會導致電容變小，但現場觀察CT油位正常，故可排除缺油原因。另外可能導致電容量變小，即互感器油箱內末屏引出線存在松動或接觸不良，導致末屏與地電位之間相當于串聯了一個電容，根據串聯電容計算公式可知，會使得整體電容減少。

綜合上述分析與解體檢查結果驗證了互感器油箱內部末屏引出線連接處存在松動現象。

3 結語

從上述兩起案例的分析中可看到目前變電站電流互感器常用帶電檢測（油色譜技術）與在線監測技術均能有效發現電流互感器內部末屏松動引起的缺陷。而結合停電電氣試驗、解體檢查可準確定位缺陷位置。同時為防止此類末屏缺陷進一步發展重大設備故障，應做好以下幾項工作：

3.1積極應用在線監測技術。停電例行試驗之外，應用可實時、準確反映設備內部絕緣情況的在線監測技術為輔助手段可為電力系統安全運行提供保證。

3.2綜合應用非停電帶電檢測技術。對在線監測數據“縱比”或“橫比”[5]異常的電流互感器應采用帶電檢測（油色譜技術）進行跟蹤測試。

參考文獻：

[1] 張學友，穆靖宇，華 超 . 一起容性電流互感器末屏接地斷開故障的發現和分析 [J]. 變壓器， 2016 ， 53（2） ：

[2] 李 騰，華 超 . 一起電容式電流互感器末屏故障的發現和分析 [J].變壓器， 2014， 51（1） ： 66-67.

[3]DL/T393-2010，輸變電設備狀態檢修試驗規程 [S]

[4] 廖艷安 . 一起 220 kV 電流互感器末屏不接地故障原因分析及處理 [J]. 紅水河， 2016 ， 35（5） ：125-128.

[5] 鄭云海，方麗妮，吳奇寶，高阿娜，張向新 . 電流互感器內部故障導致在線監測數據異常的分析處理[J]，電工技術 2015，（4） ： 27-31.