110kV电流互感器末屏失地故障分析及防范措施

110kV电流互感器末屏失地故障分析及防范措施

李梅 陈文理 王明藻

国网吐鲁番供电公司 新疆 吐鲁番 838000

摘要：油纸电容型电流互感器在电力系统中的应用非常广泛，其末屏经常经小套管引出接地。对运行中的设备来说，一旦末屏失地运行，将会造成严重的设备事故，本文针对一起110kV电流互感器末屏失地故障进行详细分析，并提出了防范措施。

关键词：油纸电容型 故障 分析 防范措施

引言

油纸电容型电流互感器目前在电力系统中仍然大量使用，它对电力系统中大电流的测量作用目前还无法替代，电量的计量、继电保护的动作都离不开它，因此，做好该类设备的事故预防显得尤为重要。本文针对一起油纸电容型电流互感器故障进行分析，以防范未然。

1 110kV电流互感器末屏失地故障原因

1.1 2014年4月我局某220kV变电站110kV一出线间隔进行设备小修、维护及例行试验。工作结束后，该间隔恢复了送电。设备运行至当天6小时后，在运行人员夜晚巡视设备时，发现此间隔A相电流互感器运行中有异响，发出“嗡嗡”的较大声响，随即向调度汇报隔离了该设备。故障发生后试验人员立即对间隔设备进行了检查，发现该间隔A相电流互感器底部外置末屏小套管处有渗油现象。我局随即组织人员对该间隔电流互感器进行绝缘性能进行测试，B、C相试验数据前后相差不大，符合规程要求，但A相数据超标，其试验前后数据见表1

表1：A相电流互感器事故前后绝缘电阻试验数据

一次对末屏（正接法）介损故障后无法测出，A相绝缘油做色谱试验发现有大量的乙炔、氢气存在，证明有放电现象发生，试验数据如下：

表２： A相电流互感器故障后色谱分析

利用三比值法判断：其比值为1：0：2，由于不同电位的不良连接间或者悬浮电位体的连续火花放电，造成的电弧放电。

后经吊芯检查发现，其末屏引出铜线与引出线鼻脱焊、断开，断开处有电弧放电痕迹。随即将引线焊好，恢复后测试数据如下表：

表3：故障前后介质损耗及电容量

由于该互感器故障前后介损变化不大，尚在规程允许范围内，但电容量减少已超出规程规定，且绝缘油内含有乙炔，初步怀疑该电流互感器电容屏间击穿。

1.2 设备情况

故障电流互感器型号为LB6-110W2，生产厂家南京电瓷总厂，变比600-1200/5，投运时间2001年5月。LB6-110W2型电流互感器为油纸电容型电流互感器，该互感器的一次绕组采用U字型结构，一次绕组外部缠包电容层（也称电容屏或主屏）和绝缘层，绝缘层由电缆纸连续缠绕在一次绕组外。二次绕组套在末屏层外部，下部是器身支架。全部设备都浸在变压器绝缘油中。外部套高压瓷绝缘罩。结构如图1所示：该互感器特点为：

1.2.1 设计上采用等电压结构，使产品的轴向场强均匀，在电容屏提高了产品的轴向绝缘强度。

1.2.2 采用多主屏结构、并且在主屏间放置有端屏，端屏间绝缘厚度较小，可以提高绝缘端部的起始局部放电电压；

1.2.3 地屏采用单屏结构，为单接地。

1.3 原因分析

从试验数据可知，该设备在2014年4月以前是正常的，说明以前的运行中，末屏都进行了直接接地，由于互感器的主绝缘是十多层油纸电容，它相当于十多层的电容串联而成，一次对地电压均匀地分布在各层之间，互感器正常运行。最终认为末屏失地运行，是导致该次设备故障的主要原因。由于间歇性放电致使主绝缘油纸电容发生击穿，故而引发主绝缘损坏，电容量下降。该互感器经返厂解体后证实主绝缘油纸电容发生了击穿。

2 电容型电流互感器的试验

电力系统中运行着大量110kV及以上电容电流型设备，例如电流互感器、穿墙套管及变压器的高压套管等，这些设备结构都可以看成多个电容器串、并联组成其绝缘构造与电流互感器基本相同，也是一次绕组外部缠包电容层（也称电容屏或主屏）和绝缘层。在长期的高电压工作条件下，由于渗漏、脏污、裂纹、制造及检修中遗留缺陷等原因，设备易出现故障。试验项目主要包括：

2.1 测量设备及末屏的绝缘电阻

测量设备的绝缘电阻，可以检查其是否有整体受潮或劣化。出来；测量末屏的绝缘电阻尤其重要，对发现绝缘受潮较为灵敏。这是因为电容型电流型设备一般由十层以上电容串联，设备进水后，水分一般不易渗入电容层间而使电容普遍受潮，但由于水分的比重大于变压器油的比重，水分主要沉积于互感器的底部，使互感器的最外层（即末屏）的绝缘水平大大降低。

2.2 测量介质损耗因数tgδ及电容量

当“电容型设备末屏对地绝缘电阻小于1000MΩ时，应测量末屏对地的介质损耗因数tgδ”。其测量接线可用正、反两种接线方法。在电力系统中，采用反接法较为方便，这时电流互感器的末屏接高压电桥，所有二次绕组与油箱底座短路后接地。在湿度大时，在末屏引出的环氧玻璃布板和绝缘小瓷套管表面形成游离水膜，而产生泄漏电导电流所致。所以在潮湿天气测量时，应用干净抹布揩净末屏引出线绝缘，才能达到正确的数据。

3 采取措施

3.1 要求厂家严把设备出厂检验关，确保施工工艺，对设备内部接地引线建议采用双接地引线引出，确保可靠接地。

3.2 严格按照国家相应规程规范安排设备的试验工作。

《电力设备预性试验规程》是广大电力工作者多年来经验与智慧的结晶，这不仅体现到运行设备的预防性试验中，在对设备事故后的检测、分析也是大有帮助。标准中要求,对高压电容型设备必须定期进行预防性试验，其主绝缘的介质损耗因数tgδ不应大于规程要求值，且与历年数据比较，不应有显著变化；其主绝缘电容量与初始值差别不得超出±5%，如有超出则应查明。

3.3 提高试验人员责任心

在电网工程施工中，相关技术人员要提高工作责任心，大力提高施工质量和工艺水平。做好以下几点：

3.3.1 试验人员必须胜任工作，试验工作人员不得少于二人，并应有试验负责人，制定和执行安全措施。

高压试验负责人应充分熟悉设备，了解设备的构造与组成部分，结合试验数据结果进行分析。参与高压试验工作人员必须清楚试验目的、方法。

3.3.2、要坚持试验前、后复查结线的制度

试验工作中试验结线拆接频繁，认真执行试验前复查结线制度，可以提前纠正错误结线，避免由于错接线而发生的事故。

3.4 可通过听声音的办法或利用红外测温手段对在运的电流互感器进行初步检查。（因电流互感器绝缘故障往往从末屏开始，末屏有问题可能会出现放电声或伴有发热现象），同时加强电流互感器运行巡视检查工作。

3.5 有可能的话，可进行介质损耗及电容量测试，必要时可在高电压下进行介质损耗及电容量测试

结束语

电力安全生产提倡“预防为主”，要求对各生产环节达到可控、能控。随着电网的发展，各类新设备也层出不穷，高压试验要严格的给电器设备做好体检工作，事实证明，严格按照各类设备规程、规范及工作流程对设备进行试验，是保证人身及设备安全的前提条件，只有保障了运行设备的健康，才能保障电网的安全，因此其隐形的经济效益是十分巨大的。

参考文献

1、郭守田《电力设备预防性试验规程》 （DL/T596-1996）

2、王涛《LB6-110W2型110kV电流互感器说明书》南京电瓷总厂

3、李明《电气试验》甘肃电力出版

作者简介

王明藻 汉族 生于1975年02月 本科学历 2012年7月毕业于华北电力大学电气工程自动化，1995年9月在吐鲁番供电公司参加工作，主要从事高压试验工作，先后获得吐鲁番供电公司先进个人、民族团结先进个人；论文分别荣获一、二、三等奖，QC成果分别荣获吐鲁番供电公司二、三等奖，新疆电力公司QC成果三等奖。创新“取油样专用工具”取得实用新型专利。

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