电流互感器电容屏异常放电原因分析及试验研究

电流互感器电容屏异常放电原因分析及试验研究

杨妍

（国网山西省长治供电公司山西省长治市046011）

摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的电力系统的发展也有了很大的提高。作为传统的诊断方式即：油色谱分析和电气绝缘分析。当然了红外诊断分析技术在电流互感器故障检测中有着不可代替的作用，例如无法取样、无法解除以及无法停运等等，而且对于互感器一次连接部分的接触不良很有效用。当然了，在显著的优势下面也有着其自身的缺陷之处，对电气设备内部绝缘整体受潮、老化、介损偏大还有就是其他内部缺陷会由于没有温度突变且温差不是很大，再加上各种外界因素的影响，导致无法进行精准的判断，并且因为受到计算机处理的复杂性等因素，导致该红外技术仍旧有许多需要改进的地方。通过电容性电流互感器末屏接地线处取信号可以对互感器的局放进行有效判断，然而这样的方式目前电学领域所已有的经验还不多。

关键词：电流互感器；电容屏异常放电；原因分析；试验研究

电流互感器是变电站的重要设备之一，担负着电力系统计量和继电保护所需信号的重任，其运行状况直接影响系统运行安全可靠性。容性电流互感器一般采用油绝缘方式，其内部为油纸复合绝缘，为了提高主绝缘的强度，在绝缘中绕制一定数量的同心圆筒形电容屏，把油纸绝缘分为很多绝缘层，最外一层电容层为末屏，其表面焊有铜引线，引接至外部末屏小瓷套，与接地端子相连。运行中末屏应可靠接地，如果末屏不接地，将造成悬浮高电位对地放电，影响互感器安全运行。

1电流互感器概述

电流互感器在电力系统中是用来隔离一次侧高电压，保护二次侧仪表和操作人员安全，将大电流变换成小电流的。作为后续测量分析设备的数据采集设备，也可以扩大仪表的测量范围，提高测量的准确性。如果电流互感器出现故障，就会出现测量计量不准、数据出错，导致继电保护装置误动作，甚至导致整个电网大面积停电，所以对于互感器的故障不能忽视，必须及时采取有效的措施。近年来电流互感器膨胀器冲顶事故出现较多，某220kV变电站两套母差保护动作，运维人员发现一起220kV出线间隔开关电流互感器金属膨胀器出现冲顶故障。分析其故障原因为装配人员在安装过程中由于操作不当，使铁心罩壳顶部及两侧局部错位变形。松动位置发生局部放电，使得变压器油裂解，长时间运行后气体大量累积造成膨胀器冲顶。

2电流互感器故障形成原因

2.1绝缘热击穿

高压电流互感器通过大电流也承受高电压，高电压作用之后使绝缘介质损耗以及流热效应致使绝缘温度迅猛提升。出现热损耗增加与绝缘温度升高现象，若温度未达到绝缘材料工作所需的温度长期如此运行，则会导致绝缘热击穿。

2.2局部放电损坏

高压电流互感器的主电容在正常运行的状态下电压应该是均匀分布的，但是如果设备在生产时不合格，那么电容极板的光滑度可能无法得到保证，绝缘包绕也可能不到位，出现松紧不一、电容屏错位断裂等问题，下部U型卡过紧，就容易形成绝缘变形，还会出现端屏铝箔没有孔眼的情况，使得非真空注抽时，电容屏见气泡存积，造成电容屏电压分部的形势，使得不同的电容屏承受不同强度的电压，严重时甚至造成电晕或者局部放电，这些问题如果不能及时的发现和处理，则容易导致电容芯棒绝缘裂解击穿事故的发生。

2.3受潮

端部局部密封不严，则容易导致进水受潮，使电流互感器内部的游离放电加剧，内部沿面放电，造成互感器绝缘劣化。电流互感器的U型电容芯棒底部与油箱底部最近，因此进入互感器的水都沉积在其底部，芯棒的弯曲处最容易受到影响，也是绝缘最为薄弱的部分，因此在长期的工作下，电容屏容易被击穿，甚至导致电容芯棒的击穿，引起爆炸事故。

2.4人员过失

相关的工艺处理不良、电容末屏接地不良等等，这些都是较为常見的人员过失。所有的过失是造成局部过热或者放电，致使对SF6气体探究的结果出现反常。

3现场校验技术的应用

3.1互感器的误差测量

误差测量与绕组极性检查同时进行。在进行试验时，试验人员必须集中精力，注意观察校验仪的运行状况。按接线图正确接线，检查无误后，输入正确参数，开始进行检测。检测过程中如出现如下情况：（1）蜂鸣器长响一次且页面显示“变比错误”，提示测试线所接的互感器变比不正确。处理方法：a、检查输入变比与所接线互感器二次端子对应变比是否一致。b、检查接触是否良好。c、检查测试线是否有断线。（2）蜂鸣器短响五次且页面显示“极性错误”，提示测试线所接的互感器变比正确，而极性不正确。处理方法：将二次接线调换即可。在测量过程中，无论蜂鸣器与页面处于何种状态，仪器还是在对被测互感器进行标准误差第一步测量；切勿触摸被测互感器与测试夹；请勿断开仪器和被测互感器的接线，以及触摸被测互感器与测试夹；仪器在任何时候发生死机、花屏、白屏现象，或中断仪器测量，请按“复位”键，或者关机。

3.2负荷外推法

当电流互感器一次返回导体磁场对其误差的影响不大于被检电流互感器基本误差限值的1/6时，可以采用二次负荷仿真法外推电流互感器误差曲线。负荷外推法的测试设备一般有标准电流互感器、小容量调压器、升流器、互感器校验仪、电流负载箱等集成在一个壳子内。在小电流的情况下是直接升流和传统比较法原理相同，现场使用这种设备时，被检电流互感器的其他二次绕组必须用专用的短接片或短接线短接并接地。当需要做大电流试验时就采用负荷外推法，一般有10%和20%两种负荷外推法，例如一次额定电流为2400A的电流互感器，采用10%的负荷外推法时一次电流升到240A就可以推算额定电流时的电流互感器误差。

3.3低校高方法

“低校高”检验装置是目前电流互感器现场检验工作应用最多最广泛的一种现场检验设备，其基于“低压外推法测电流互感器误差”原理，把电流互感器当做电压互感器来检验，从电流互感器的计量绕组二次侧加入交流电压，测试电流互感器一次侧电压，推算出电流互感器励磁导纳等技术参数，从而推算出电流互感器在额定电流各个百分点和二次负荷下的误差。这种现场测试设备简便、接线简单，现场不需要大容量电源，大大简化了现场检验工作流程等优点得到了广泛应用。

3.4“直接测试”

低压外推法“直接测试”低压外推法原理的电流互感器现场检验设备体积更小、重量更轻，只有测试回路和相关计算软件，也是根据电流互感器经典误差理论，通过测试励磁阻抗、绕组电阻、匝数比等技术参数，来计算各个状态下电流互感器的误差。简单地讲就是从被检电流互感器二次计量绕组侧加小电压，测定其激磁导纳的方法，来计算被检电流互感器误差。

3.5如果一次接线压接处发热导致运行异常的处理办法

出现一次接线压接处故障应该先将该处进行打磨，这样可以增加接触的面积，从而保证接触良好，然后通过涂抹导电膏并且用弹簧压紧，这样可以明显缩小蜡片融化，同时生产厂家应该适当的增加爱长接线板，这样可以通过两个螺丝孔来进行固定，可以增加接触面积也能够更加牢固的压接，防止发热故障的产生。

结语

电流互感器放电部位为主绝缘中间电容屏之间。电流互感器中间屏绝缘纸在制造过程中未完全干燥，导致介损值偏高，同时在运行电压下发生局部低能放电。为了防范类似缺陷再次发生，提出如下措施及建议：1）目前已要求厂家召回同批次干燥的其他电流互感器。2）严格按照《变电验收通用制度》及《十八项反事故措施》要求，油浸式电流互感器出厂局放试验延长到5min，现场交流耐压试验前后进行油色谱分析。3）目前《输变电设备状态检修试验规程》及《变电五项通用制度》都没有对绝缘纸的含水量提出明确要求，而且尚无检测绝缘纸中含水量的有效方法，建议开展绝缘纸中水分含量无损检测方法及判断标准研究。4）认真做好电流互感器运行情况监督检查，特别是在电网高负荷到来之前和夏季高温天气时，要注意电流互感器油位变化情况。当油位升高明显或达到最高位置时，及时取油样跟踪分析。

参考文献：

[1]丁峰，刘炯明，许红军，等.电流互感器油中氢气含量超标分析和处理[J].中国设备工程，2009，21（7）∶107-110.

[2]梁之林，王朔.220kV电流互感器故障分析[J].变压器，2010，21（3）∶11-15.

[3]李新星.一起220kV电流互感器故障的原因分析[J].变压器，2016，27（8）∶20-22.

[4]梁增杰，林明伟，叶家洪，等.电流互感器膨胀器提升装置的研制与应用[J].机电信息，2017，25（2）∶36-40.

[5]杨洋，许强，覃伟，等.油浸式电流互感器的缺陷分析和诊断方法[J].变压器，2013，11（5）∶56-62.