倒置式电流互感器带电取油样装置的研制

林 敏，陈 豪

（杭州市电力局，杭州 310009）

近年来，油浸倒置式电流互感器在电力系统广泛应用。据统计，杭州电力局运行中的110 kV及以上电压等级的倒置式电流互感器就达1 700余台。但是，由于倒置式电流互感器的结构特点，取样工作的安全净距严重不足，导致一直未能开展带电取油样工作，油色谱分析时只能定期停电取油样。如果要对油色谱数据异常的设备进行跟踪取样，将导致设备频繁停电。因此，为掌握倒置式电流互感器的设备状态，研制倒置式电流互感器带电取油样装置，实现带电取样，对实现真正意义上的状态检修、落实“非应修不修”的检修原则具有深远意义。

1 倒置式电流互感器取油样方式现状

由于状态检修的需要，必须对倒置式电流互感器TA在运行状态下作取样分析。但限于目前倒置式TA的安装条件，无法进行带电取样，所以必须对倒置式TA取样口进行改造，以满足带电取油样的工作要求。因倒置式TA使用性能优越，目前在新变电站使用较多，在变电站设备改造中也有广泛使用。为此对相关变电站采用的各种典型倒置式TA设备进行调查，相关信息见表1。

1.1 220 kV产品

江苏精科厂生产的220 kV倒置式TA如图1所示。调查发现该型设备取样口设在面向闸刀一侧，在闸刀与TA的中间进行采样，其安全距离明显不够，因为闸刀的中心面与TA中心面的垂直距离仅为3 m，在它们中间架设双梯采样不符合安全要求。

上海MWB互感器有限公司生产的TA如图2所示，其结构比较特殊，油箱设在顶部，取样口到瓷套底部距离最大不超过20 cm，又因TA采样接口形式比较特殊，工作人员在采样时头部将超过瓷套底部一定的高度，如带电取样则安全无法保证。

图1 江苏精科厂生产的220 kV倒置式TA

1.2 110 kV产品

110 kV江苏精科厂及上海MWB厂生产的110 kV倒置式TA产品结构与对应的220 kV产品相似，同样存在结构问题。精科厂产品在设备布置上，闸刀的中心面与TA中心面的垂直距离更小，约为2 m，且取样平面正好是闸刀的突出部位，安全距离更小，不可能进行带电取样。

图2 上海MWB互感器有限公司生产的220 kV倒置式TA

2 倒置式TA取油样死体积的影响

在倒置式TA采样过程中，其采集管路的死体积取决于采样接口的形式。例如：上海MWB公司的产品因其取样接口比较特殊，死体积较大，并且存在无法冲净的窝油区域，故油样损失大于接口的死体积。其他厂家的倒置式TA也有类似情况，但因接口较小，死体积也略小一些。即使将倒置式TA的取样口引下，改成针筒取样阀，但仍存在一定的死体积。

图3比较了上海MWB公司产品采样接口采样和引下采样这2种采样方式死体积的大小。

从图3中可见，如倒置式TA采用引下采样方式，其取样装置油样通道内径均为3 mm，则采样接口引下2 m会产生约14 mL的死油区，比目前厂家提供的取样装置产生的死油区少9 mL，完全满足取油样的要求。

表1 部分变电所倒置式TA调查信息汇总

图3 倒置式TA取样装置死体积计算

3 带电取样装置研制

为达到不停电取油样的目的，并避免高空取样作业，确保工作人员的安全，提高试验的准确性和可靠性，研制了一种倒置式TA带电取油样装置，由倒置式TA取油样口连接装置、连接管和取油样阀门构成。装置结构原理如图4所示。

图4 带电取样装置结构

2010年12月2日，浙江省第一套互感器带电取样装置在220 kV祝桥变电站祝城1251线的TA上安装投入，填补了倒置式TA带电取油样项目的国内空白。

应用该带电取油装置后，彻底解决了困扰电力系统多年的倒置式TA必须停电取样的问题，使互感器取油样工作的效率和安全性都得到了极大的提高，为进一步深化互感器状态检修打下了坚实的基础。

4 油样色谱数据分析

为证实倒置式TA取油样引下装置所取油样能真实反映设备状态，对实验室模拟平台及变电站内已安装取样引下装置的TA进行了比对试验，试验结果如下。

4.1 实验室模拟平台油样对比

利用1只倒置式TA底座和取油样引下装置搭建高约2.5 m的模拟平台，油样取自古荡变电站2号主变压器。油样在互感器底座静置约15天后，在引下装置取样口分别取出2针50 mL油样，同时在互感器底座处也取出50 mL油样，色谱分析数据如表2所示。

从表2可以看出，引下装置取样口第二针油样和互感器底座处油样的色谱数据基本吻合，而引下装置取样口第一针的油样除氢气稍大外，其他数据也基本吻合。

4.2 变电站现场油样对比

2010年12月2日，在祝桥变电站祝城1251线的TA上安装了取油样引下装置，并分别于2011年2月18日和2011年4月1日进行对比试验。取样时分别取2针50 mL油样，并与2007年9月28日该组TA的色谱数据进行对比，具体色谱数据如表3，4，5所示。

从表3，4，5可以看出，2007年9月28日的色谱数据与2011年2月18日和2011年4月1日第二针油样的色谱数据较为吻合；第一针油样的氢气普遍偏大，其他色谱数据则较为吻合。

表2 模拟平台色谱数据μL/L

表3 祝桥变电站祝城1251线TA A相色谱数据 μL/L

表4 祝桥变电站祝城1251线TA B相色谱数据 μL/L

表5 祝桥变电站祝城1251线TA C相色谱数据 μL/L

由以上试验可知，对安装取油样引下装置的互感器，取油样时需放掉约50 mL油，之后取出的油样方能真实反映设备状态。

5 结论

（1）通过对专用取样接口和下引装置取样所需的耗油量计算，表明采取下引的方法并不会增加油量的消耗。

（2）取样口下引的方法解决了倒置式TA无法带电取样的问题，同时经过现场安全性和可操作性评估，高度约4 m的倒置式TA可下引2 m，其余高度的TA建议下引1 m，这样既能保证使用时的安全性，取样时也更为便利。

[1]DL/T 596-1996电力设备预防性试验规程[S]．北京：中国电力出版社，1997.

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