變電站500kV SF6 電流互感器故障常見原因與應對探討

王一帆

（國網河南超高壓公司，河南 鄭州 450000）

SF6 電流互感器因其具有防爆、絕緣和安裝維護等方面的優勢，在500kV 系統中被廣泛使用。然而，近年來存在一些與500kV SF6 電流互感器相關的安全事故，嚴重影響電網運行的安全和整體質量，電網系統必須客觀認識到SF6 電流互感器所面臨的問題和挑戰，采取相應的措施提高SF6 電流互感器的運行質量和安全性能。電力行業的相關部門和設備生產廠家應該共同努力，提高SF6 電流互感器的質量和安全性能，保障電網穩定可靠地運行。

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系統采用3/2 接線方式，在500kV SF6 電流互感器發生故障前，所有路線和500kV 開關均正常運行。

該500kV 變電站II 回線發生故障后，監控后臺機報出事故告警信息、保護裝置動作和開關變位信息。變電站運維人員立即趕到現場，檢查站內一次設備動作情況、二次設備保護裝置、故障錄波器動作情況。運維人員檢查設備外觀無異常，未發現故障點，在對打印的保護動作報告和錄波器波形進行分析，發現故障測距顯示近區故障，II 回線電流波形異常，初步判斷開關、刀閘設備無異常，邊開關電流互感器內部有問題。運維人員和檢修人員研究后遞交送電申請，經調度人員許可，將邊開關隔離后對II 回線進行試送一次，試送成功，把II 回線邊開關電流互感器運行方式轉檢修。對故障電流互感器進行全面的檢查和試驗，發現II 回線邊開關SF6 電流互感器的B 相和C 相的參數不符合穩定運行標準，其內部參數遠高于現場實際量程，導致C 相絕緣值不斷下降。因而，需要對互感器故障進行分析，主要分析對象為SF6 電流互感器內部的B 相和C 相，對故障進行錄波波形分析[1]。而電流互感器內部的C 相出現問題和B 相類似，在此僅對B相進行分析。

2 500kV SF6 電流互感器出現故障的原因分析

以B 相故障電流互感器進行分析，將電流互感器從支柱拆卸之后，觀察電流互感器的外觀，發現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，對互感器進行進一步解體診斷，發現一次導體鋁管變形嚴重，并出現明顯的灼燒痕跡。對器身檢查后，三角區域未出現擠壓痕跡，通過對故障電流互感器進行解體檢查操作，分析得出此次出現故障的原因。因此，電流互感器存在生產工藝質量不足的缺陷，電流互感器頭部組件包扎工藝不過關，存在損傷現象，長期運行導致絕緣擊穿引起故障，造成電流互感器故障事件的發生，影響SF6 電流互感器的性能和可靠性。

另外，B 相電流互感器內部電容均壓屏和鍍錫銅帶之間呈現緊壓問題，在這些環境下，電流互感器和電容屏形成絕緣，并且內部的絕緣鋁環僅是接觸狀態，并沒壓實，導致無效壓實問題的發生，這些無效壓實問題很容易演變為接觸不良問題，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，造成內部電位分析出現異常，導致放電不穩定現象發生，使得SF6 電流互感器內部出現問題。

3 500kV SF6 電流互感器故障處理方式

為解決上述SF6 電流互感器出現的問題，需要制定行之有效的策略，并有效應用這些方案，降低故障發生的概率，維護電網系統的正常運行。在實際工作中，為降低SF6 電流互感器的故障風險，應結合設備的實際狀況，準確記錄電流互感器的測距數據和錄波信息，可以提供故障分析和排查的重要參考依據，并結合現場實際環境，對可能導致電流互感器故障的因素進行分析。還需定期對電流互感器進行巡視、檢測和維護工作，發現潛在問題和異常情況，采用紅外熱像儀、超聲波檢測等技術手段進行檢測，及時發現并處理隱患，并嚴格按照廠家和行業規范的要求，對電流互感器進行定期維護和保養，例如清洗絕緣子、緊固連接、檢查儀表指示等操作。與此同時，可以結合錄波顯示屏對錄波波形進行分析。對錄波數據進行記錄和分析，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，對于出現故障的電流，設置自動化處理和報警裝置，當裝置分析到錄波波形出現較大異常變化時，自動觸發相應的處理措施并發出報警信號，保障線路的穩定運行[3]。同時，工作人員還需對關鍵的故障電流數據進行記錄和歸檔，為以后的分析和對比提供依據，幫助發現潛在的故障和異常變化。

在對SF6電流互感器的維護、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用品、經檢驗合格的安全工器具，并需要做好相應的安全措施。需要對SF6 電流互感器進行停電缺陷處理時，應提交檢修工作計劃，調度人員根據電網運行情況進行運行方式安排，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現場的安全措施正確完善，檢修人員方能進入現場工作。檢修人員根據缺陷情況和故障現象進行處理，設備缺陷處理完成后，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，數據正常，確定合格后，才能進行送電運行。

4 500kV SF6 電流互感器故障解決與預防措施

4.1 防止電流互感器二次短路的發生

二次短路的發生會直接影響到SF6 電流互感器在實際使用時的設備性能，可以采用合理的電氣保護系統設計，例如保護裝置、調整系統參數、電器網絡規劃等手段，控制電流的大小和持續時間，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度和耐受能力的產品，使得SF6 電流互感器可以承受二次短路帶來的壓力和瞬態電壓，減少電流互感器暴露在高瞬態電壓和電流的風險。

另外，運檢人員需要定期檢查SF6 電流互感器的狀態和性能，排查電流互感器二次回路的運行狀態，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。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，發現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果做出記錄，建立維護文檔，制定維護計劃，包括定期檢查和維護的時間、頻率，避免潛在故障的發生，使SF6 電流互感器可以長期穩定運行。

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試規程中設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現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、科學地發現SF6 電流互感器內部存在的故障，降低其在實際使用時故障發生的概率。在進行試驗操作時，僅使用傳統的絕緣電阻介損和電容量進行測試工作，難以滿足SF6 電流互感器在實際使用時的整體效果，為此電網系統可以將定期開展紅外測溫操作進行SF6 電流互感器作為試驗內容，使得試驗項目更加具有科學性、有效性和針對性[4]。

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

另外，為了提高SF6 電流互感器的壽命，還需要對其進行溫度試驗，通過模擬不同環境下的溫度變化，評估設備的絕緣材料和結構對溫度變化的適應性，保證SF6 電流互感器在復雜環境下能夠可靠穩定地工作。

4.3 要求設備廠家強化產品質量

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

此外，還應該要求廠家提高產品制作流程的工藝改進工作，完善電流互感器的設計和規劃工作，選擇合適的絕緣材料、導線材料和磁芯材料等，采用先進的絕緣材料、高效的線圈繞制技術和先進的SF6 氣體充填和處理技術，保證SF6 氣體電流互感器的質量和性能，維護電流互感器的穩定性。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行質量檢查，可考慮引入先進的檢測設備和方法，例如在線檢測和自動化檢驗技術等，檢查其外觀、尺寸以及絕緣性能是否達標，完成驗收工作，并保證對出廠的SF6電流互感器進行相應的標識和記錄，保證產品交付的可追蹤性。

廠家在完成SF6 電流互感器的檢查工作后，需要針對產品自身出現的問題，組織專題討論會，邀請技術人員和相關專家，對常見問題進行深入討論，對現有工藝進行評估和分析，找出存在的瓶頸和問題，共同研究解決方案，發現共性問題提出切實可行的解決策略。基于討論結果，廠家需制定改進策略，變更產品材料、改進產品設計、優化生產工藝、提升質量控制等[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計中的設計參數很難保持一致，最終會對電流互感器的工作效果產生影響，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，保證設計參數的一致性，減少由于設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，需要對所選設備的型號、原件和軟件版本進行橫向比較，了解設備之間的差異，及時發現和解決問題，維護產品的一致性原則，在進行設備驗收工作時，根據廠家提供的相關參數進行驗收試驗，使設備在實際使用過程中發揮有效作用，滿足實際使用需求。另外，還需要進行縱向比較，將不同批次的SF6 電流互感器的試驗結果進行比較，發現參數差異性和性能差異，及時采取相應措施進行調整和改進。

建設單位也需要進一步強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，按照專業要求進行每一個工作流程的運行，減少質量問題發生的頻率。并對同一批次的SF6 電流互感器的各個組件的質量進行詳細的檢查和驗收，降低潛在故障和損失的風險。

同時，建設單位需要和廠家建立良好的合作關系，嚴格遵守供應鏈管理措施，使得所有的SF6 電流互感器具有可追溯性，保障SF6 電流互感器的質量，提高電流互感器的品控和最終表現成果，杜絕相關的低質量產品進入電網系統。

5 結語

電力系統的正常運行直接影響著我國經濟和人民的整體生活水平，需要我們高度重視電網系統的安全運行。電流互感器的質量和運行狀態直接關系到電網系統的安全運行，廠家的制作工藝和制造水平的好壞直接影響到SF6 電流互感器的質量，設計廠家需要完善制作流程以保障電流互感器的質量，電網系統也需要對電流互感器進行試驗工作，確保進入電網系統中的設備的質量和安全，杜絕問題設備進入電網系統，保障電網設備的安全運行。