一种倒置式电流互感器带电取油样引下装置的研制

一种倒置式电流互感器带电取油样引下装置的研制

丁霞 李飞 万婷婷

国网吐鲁番供电公司 新疆 吐鲁番 838000

摘 要：油浸倒置式电流互感器在自身的绝缘稳定性、密封性、机械强度以及运维成本等方面，均有正立式电流互感器无法比拟的优势及性价比，更加符合当今电网建设及发展需求。为实现试验人员在不停电情况下安全、方便、快速取油样，及时掌握设备运行状况，研制了一种带电取油样引下装置，避免了取油样过程中的高处坠落、感应电伤人等危险因素，既保证了作业人员人身安全，同时设备在一个周期内也能达到100%试验，满足了国家电网对变电设备检测管理相关规定。

关键词：倒置式电流互感器；带电；取油样引下装置

Development of an inverted current transformer live oil sampling device

Ding Xia, Li Fei, Wan Tingting

(Xinjiang Turpan 838000)

Abstract: oil immersed inverted current transformer has incomparable advantages and cost performance in terms of its insulation stability, sealing, mechanical strength and operation and maintenance cost, which is more in line with the needs of today's power grid construction and development. In order to enable the tester to take oil samples safely, conveniently and quickly without power failure and master the operation status of the equipment in time, a live oil sample guiding device is developed to avoid dangerous factors such as falling from height and inductive electric injury in the process of taking oil samples, which not only ensures the personal safety of operators, but also the equipment can reach 100% test in one cycle, It meets the relevant provisions of the State Grid on the detection and management of substation equipment.

Key words: inverted current transformer; Live; Oil sample taking down device

0 引言

电流互感器作为电力系统中重要的一次设备，扮演着变换电流和电气隔离的重要角色，使电能的传输与分配更安全、更可控、更高效。随着电网进程的飞速发展，越来越多油浸倒置式电流互感器被用于电力系统建设中，互感器性能的好坏，直接影响到电力系统测量的准确性和继电保护装置动作的可靠性。据统计，吐鲁番供电公司在运的110 kV及以上电压等级倒置式电流互感器就达1 000余台，为便于跟踪设备运行状态，让其时刻保持健康稳定运行状态，试验人员必须在试验周期内对电流互感器取油样进行油色谱分析，根据试验数据判断设备是否存在缺陷或隐患，以便进一步采取相应的检修措施。

1. 倒置式电流互感器取油样现状

为提高设备运行可靠性，倒置式电流互感器取样检测工作通常都是在带电状态下开展。但由于目前在运的倒置式电流互感器对地距离高、感应电压大，存在高处坠落和触电伤人的风险，而且部分倒置式电流互感器的特殊安装方式导致无法进行带电取油样，只能在线路停电时开展取油样检测，不利于试验人员及时掌握设备运行情况，给电网安全稳定运行埋下隐患。所以研制出一种带电取油样引下装置十分必要，一方面能够改善试验人员作业条件，减小作业风险，还能帮助试验人员及时收集到设备运行数据，从而对于设备健康状态做到心中有数，对实现真正意义上的状态检修、落实“应修必修”的原则具有深远意义。因倒置式电流互感器结构简单，性能优越，被广泛应用于新变电站建设以及技改大修工程项目中。为此收集整理了110kV及以上电压等级各类典型倒置式电流互感器的运行信息，如表1所示。

表1 部分变电站倒置式电流互感器异常信息说明

1. 1. 220kV电流互感器

目前吐鲁番电网在运的220kV倒置式电流互感器生产厂家主要有江苏思源、山东泰开、上海MWB、江苏ABB精科厂以及特变电工康嘉互感器有限公司。现场调查发现安装位置距地面高度均在4.0米以上，如图1、2所示。需要使用绝缘长梯取油样，且还要安排一至两人专门扶梯，另外一人专职监护。取油样人员除须系好安全带防止高处坠落，由于电压等级高还要佩戴绝缘手套防止感应电伤人外，还要随身携带工具包才能完成取油样工作，并且往往因为个人负荷过重导致整个取样过程非常不顺利，尤其是笨重的绝缘手套带来的操作不方便会致使过多的油样损失，容易造成油位降低的风险。据统计，取一支电流互感器油样至少需要0.6小时/3人才能完成。

图1 江苏思源生产的220kV倒置式电流互感器 图2 山东泰开生产的220kV倒置式电流互感器

1. 2. 110kV电流互感器

110kV倒置式电流互感器除了一部分设备同样存在高处坠落及感应电伤人情况外，特变电工康嘉互感器有限公司生产的110 kV 倒置式电流互感器在设备安装布局上，取样阀就在靠近隔离开关一侧，与隔离开关导电臂处在同一水平线上且安全距离明显小于1.5米，如图3所示，因此无法开展带电取油样。

图3 特变电工康嘉互感器有限公司生产的110 kV 倒置式电流互感器

2 倒置式电流互感器取油样死体积的影响

在倒置式电流互感器取油样过程中，常常需要排掉一部分废油才能取到符合设备真实运行状况的代表性油样，而不同厂家设计的取样阀结构决定了油样的死体积大小。即使采取将倒置式电流互感器取样口引下的方法，改成针筒取样阀，仍然不能消除油样死体积的影响。按照取样管内径为3mm，引下2m的最大高度来计算，那么取样接口引下大约会产生14 mL的死油，比目前厂家提供的取样接口产生的死油都要少，因此不存在多浪费油样的情况。

3 带电取油样引下装置的研制

为达到不停电取油样目的，并且避免高空取样作业，确保工作人员免受感应电压的伤害，提高试验的准确性和可靠性，研制了一种倒置式电流互感器带电取油样引下装置，主要由取样口连接装置、取油连接管、取油阀、固定底座等组成，装置结构原理如图4所示。

图4 带电取油样引下装置结构图

该装置结构设计简单，操作使用方便，因采用引下取油样装置，不仅保证了电流互感器在试验周期内应试必试，及时掌握设备的运行状况，为进一步深化设备状态检修奠定了坚实基础，同时从技术上保证了人员工作安全，节省取油样时间，大大提升了取油样工作效率和数据准确性。

4 油色谱数据分析

为了验证倒置式电流互感器带电取油样引下装置所取油样能真实反映设备状态，对同一变电站内处于运行状态的一组倒置式电流互感器安装了取油样引下装置，并对安装前后试验结果进行比对试验，结果如下。

4.1 变电站内运行设备油样结果比对

2021年08月13日，在220kV交河变110kV交港线电流互感器上安装了取油样引下装置，并分别于2021年09月16日和2021年10月20日取油样进行对比试验。在排掉了约20 mL死体积的废油后，分别取1针50 mL 油样，并将试验结果与2020年12月22日该组电流互感器的例行数据进行对比，如表2所示。

从表2可以看出，2020年12月22日数据与2021年09月16日和2021年10月20日所取油样的色谱数据基本吻合。由以上试验数据可以得出，对安装取油样引下装置的倒置式电流互感器，在取油样时需先放掉约20 mL残油，之后取出的油样才能真实反映设备运行状态。

表2 220kV交河变110kV交港线电流互感器不同时期色谱试验数据

5 结论

（1）通过对专用取样阀和取油样引下装置所需的耗油量计算，表明采取下引的方法并不会增加油量的损耗，甚至更少。

（2）取样口下引的方法解决了倒置式电流互感器无法带电取油样的难题，并且降低了取样过程中存在的高处坠落和感应电伤人的风险。同时经过现场安全性和可操作性评估，高度约4m的倒置式电流互感器可下引2 m，其余高度的电流互感器下引1m即可，这样试验人员站在地面上就能实现在带电情况下安全、方便、快速取油样。

参考文献

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