10kV開關柜內電流互感器異常放電問題的處理

王帆舟 管婧寧

湖南平高開關有限公司 湖南長沙 410006

1 概述

電流互感器在電力系統中是用來隔離一次側高電壓，保護二次側儀表和操作人員安全，將大電流變換成小電流的。作為后續測量分析設備的數據采集設備，也可以擴大儀表的測量范圍，提高測量的準確性。

2 10kV開關柜內電流互感器異常放電故障原因分析

2.1 停電檢查情況

停電檢查發現，電流互感器穿心鋁排與互感器內表面距離過近，三相電流互感器與鋁排間均發現有放電痕跡。電流互感器雖接有屏蔽線，但是內腔屏蔽銅片有斑駁脫落現象，從銅片往兩端過度的半導體涂層有脫落情況。電流互感器外絕緣出現脫落現象，脫落物呈黑色塊狀，電流互感器外絕緣有老化現象[1]。

2.2 現場耐壓試驗

為進一步確定放電點和電流互感器絕緣情況，并盡量排除試驗過程中試驗設備及引線本身的電暈對測量結果產生影響，現場從相鄰的320開關柜分相施加電壓，并在施壓過程中對320、3203的超聲波數據進行測量做對比分析。現場耐壓試驗布置圖如圖1所示，測量結果見表1。

圖1 現場耐壓試驗布置圖

表1 外施耐壓過程中超聲波局放數據

測量結果表明，A、B、C加到運行相電壓5.77kV時，開關柜3203三相均有放電發生，加到線電壓10kV時不借助儀器就已經能聽到放電聲響，而相鄰的320柜無異常放電聲，儀器測試數據正常。可以判斷，表1中測量數據沒有收到試驗設備及引線本身的影響，試驗數據能代表3203開關柜放電情況。B、C兩相相電壓升高到20kV時，放電聲響更加強烈，超聲波數據已經超過儀器量程60dB。A相電壓升高到20kV時，超聲波局放達32dB。

2.3 停電局部放電試驗

為判斷電流互感器內部情況，在試驗室對拆下來的電流互感器進行停電局部放電試驗，并同時在被試互感器周圍的金屬圍欄和部件上監測暫態地電壓信號與超聲波信號，做參照對比分析。現場試驗時，試驗室的背景放電量低于5pC，非常符合開展停電局部放電試驗，超聲波背景為-5dB，暫態地電壓背景為15dB。

3 10kV開關柜內電流互感器異常放電問題的處理

3.1 開關柜除濕改進

在開關柜頂部母線倉的泄壓通道板上加工通風孔或在開關柜母線倉、柜頂的位置加裝帶有散熱除濕孔的窗格，通風孔必須滿足防小動物、防塵、防爆和相關防護等級要求。當開關柜內濕度大于80%時，溫濕度控制器就會啟動柜內的加熱片工作，潮濕空氣受熱膨脹上升至開關柜母線倉能從通風孔排出柜體外，避免潮濕空氣在柜內聚集使空氣濕度增大，設備絕緣強度降低[2]。同時在母線倉等較潮濕的部位可適當增加加熱器個數，確保加熱性能充分完備。

3.2 加強開關柜內元件絕緣

#1主變35kV側351開關CT絕緣為環氧澆注型，屬于復合絕緣材料。復合絕緣材料與瓷絕緣相比，具有體積小，重量輕，憎水性差，抗污閃能力強的優點。但查閱資料表明，一般在空氣濕度超過60%時，空氣濕度越大，閃絡電壓越高，將使開關柜內各電氣元件的絕緣電阻降低和電氣元件之間空氣間隙絕緣降低。特別對于絕緣材質不好且使用年限長、絕緣表面積塵的電氣設備，由于積塵吸附空氣中的水分，使絕緣表面泄露電流增大，絕緣電阻更低。在絕緣下降到一定程度時將造成絕緣擊穿，最終發展成單相失地或相間短路事故。因此，在KYN-40.5型開關柜的電流互感器可以更換為加強絕緣型電流互感器。該型電流互感器較原來的電流互感器具有保護面更大，尺寸較小，絕緣強度更強的優點[3]。3.3、零序電流互感器的選擇零序電流互感器的一次側的絕緣是靠所穿入的電纜本身實現的，因此，其絕緣性能只指的是二次絕緣能力，有的標出電壓等級為0.5kV數值，實際上用于中壓系統也是可以的，但有一種零序電流互感器卻是例外，即母線式LJM-型。它的構造是三相母排進行絕緣處理后，緊密地并在一起，穿過零序電流互感器的鐵芯，三相母排就是零序電流互感器的一次回路，它的絕緣水平必須與所接回路的耐壓一致。

4 結語

總之，更換該柜內電流互感器并用銅排導體替代原來的鋁排導體，通過減小導線排面積來增大導體與電流互感器內腔的空氣間隙。新電流互感器安裝完成后，現場進行耐壓試驗同時開展超聲波和暫態地電壓測試，加壓到20kV無異常放電信號。投運后1周內開展帶電檢測，結果正常。