220kV油浸式电流互感器故障诊断与分析

220kV油浸式电流互感器故障诊断与分析

徐飞

国网山西省电力公司太原供电公司变电检修室，山西太原 030000

摘要：某变电站220KV电流互感器膨胀器异常顶起，检查设备外观良好，停运后对电流互感器进行全项诊断试验及油色谱分析，发现设备本体内部氢气、乙炔、总烃数值均超标，判断内部存在低能量局部放电。

关键词：变电站；220KV油浸式电流互感器；故障分析

1故障现象

220KV某变电站巡视人员发现３号主变高压侧203电流互感器A膨胀器异常顶起2cm，随即将该互感器退出运行，3号主变系统停运。该互感器为2012年生产的型号为LB7-220GYW3高压电流互感器，额定电压为２２０ｋＶ。设备退出运行后，现场检修人员进行外观检查未发现渗漏油等异常现象，随后打开膨胀器发现有气体放出，立即取设备底部油样进行油色谱分析。

2诊断试验

互感器返厂后首先进行一、二次接线及外观检查，未发现渗漏油、放电痕迹等异常现象。之后对互感器进行除一次工频耐压试验外的全部出厂试验，试验情况如下。

2.1绝缘电阻测试

对互感器进行一次绕组对二次绕组及地、二次绕组之间及对地、末屏对二次绕组及地，试验数据如表1，符合ＧＢ／Ｔ　２０８４０．１—２０１０《互感器》标准要求。

表1绝缘电阻测试数据

2.2介质损耗因数及电容值测试

对互感器进行介质损耗与测量电压之间的关系测量，并绘制曲线如图１所示。测量电压从１０ｋＶ到Ｕｍ／槡３（１４５ｋＶ），以１５ｋＶ为步长。电容量及介质损耗因数测试值与返厂测试一致，电压上升及下降过程中介质损耗因数值吻合无异常。

2.3互感器油色谱分析

互感器运到制造厂首次对油进行色谱分析。出厂试验后取互感器顶部、中部、底部油进行色谱分析。三个部位油样数据无明显差异，与返厂测试一致，根据DL/T722-2014《变压器油中溶解气体分析和判断导则》三比值法分析，放电类型分别为1，1，0，判断为低能量放电，与现场数据分析结果一致。

2.4互感器局部放电试验

局部放电试验异常，局放起始电压为103KV，局部放电量为73PC，熄灭电压为53KV。根据试验结果综合判断，互感器内部存在局部放电。

3解体过程与原因分析

3.1产品解体分析过程

（1）对互感器进行放油，拆除膨胀器，检查一次连接情况。一次连接可靠，未发现放电痕迹，如图1所示。

（2）拆除互感器二次接线板，检查二次接线。二次引线连接良好，未见放电痕迹；拆下产品瓷套，检查末屏端子连接，端子连接可靠，未见放电痕迹，如图2和图3所示。

（3）吊出互感器器身，器身表面整洁无异物、无异味；拆除二次线圈并检查油箱内表面，均未见放电痕迹，如图4所示。

（4）拆除末屏绝缘，检查末屏表面及引线，末屏包扎良好未见放电痕迹，如图5所示。

（5）根据产品设计器身包扎图（如图6所示）。该互感器共有４个主屏（零屏、１屏、２屏、末屏），每两个主屏之间分布有一定数量端屏，以使屏间电场分布均匀。根据包扎图逐层对器身进行拆解，检查各绝缘层间未见放电点；检查各电容屏状态无断裂、放电等异常，对各电容屏进行屏位、屏长等尺寸测量测量值均满足设计要求。

图1一次连接处

图2二次连接处

图3末屏连接处

图4器身

（6）在产品拆解过程中，使用10KV西林电桥（型号：AI-6000E）分别在3KV和5KV状态下，测试各主屏对零屏的介质损耗因数及电容值，未发现异常现象，测试数据如表5所示。

图5拆除绝缘后的末屏

图6设计包扎图

1. 拆除零屏引线及零屏绝缘，零屏引线未见放电痕迹；检查零屏表面状态，在器身P2侧距端部590mm处出现电容屏铝箔环状裂纹，裂纹边缘存在明显放电痕迹。

3.2故障原因分析

（1）LB7-220型电流互感器采用油—纸复合绝缘结构，采用的是等厚度、等电压、等屏差设计原则，各屏间场强分布均匀，在工频耐受电压下各屏间场强控制合理；该类型产品在各地广泛应用，经过了二十余年的安全运行验证；通过了国家电力工业电气设备质量检验测试中心的全部型式试验，可排除设计原因导致本次故障的可能性。

（2）根据解体实际情况分析，零屏铝箔上出现的环状裂纹是造成本次故障的根本原因。零屏出现裂纹，边缘形成尖角，造成该处场强畸变，引发低能量密度的局部放电，设备长期运行过程中系统发生过电压的情况下放电加剧，导致该部位的变压器油裂解，变压器油中的溶解气体含量逐渐增大，最终造成膨胀器异常顶起。

结语

针对一起220kV油浸式电流互感器首检期间发生的油中溶解气体数据异常情况，从电气试验、油中溶解气体分析、解体检查等方面进行分析，认为电流互感器零屏引出线根部绝缘不良，导致引出线与一次导体之间存在放电现象，是造成电流互感器故障的主要原因。

参考文献：

[1]高志飞，布赫，王怡然.220kV油浸式电流互感器故障诊断与分析[J].电力与能源，2020，41(03)：328-332.