电容型设备相对介质损耗因数带电检测异常分析判断

赵峻峰　吴灏　霍晓良　黎超

摘 要：带电检测技术是电力设备状态检修基础，介质损耗因素是判断电容型设备绝缘状态的重要参数，相对介损的测量能够通过历史数据的比较，判断设备的状态。

关键词：电容型设备、带电检测、相对质损、故障分析

0 引言

采用电容屏绝缘结构的设备，如电容型电流互感器、电容式电压互感器、耦合电容器、电容型套管等均属于电容型设备。两个电容型设备在同相情况下相同电压下在电容末端测得两个电流矢量差，对两个矢量的角差进行正切计算，所得数值叫做相对介质损耗因数。

1 检测方法及原理

电容型设备相对介质损耗因数测量可分为绝对测量法和相对测量法。

绝对测量法是通过安装在设备末屏接地线上和安装电压互感器二次端子上的信号取样单元分别获取被试设备CX的末屏接地电流信号IX 和PT 二次电压信号，两路电流信号。通过计算得到介质损耗因数及设备电容量。

相对测量法是在不影响电容型设备正常运行条件下，能带电检测设备的介质损耗因数和电容量。选择一台与被试设备CX 同相的电容型设备作为参考设备CN，通过串接在被试设备末屏接地线上的信号取样单元分别测量参考电流信号IN 和被测电流信号Ix，获得被试设备和参考设备的相对介损损耗因数和相对电容量比值。

2 分析判断方法

对于同一参考设备，电容型设备带电测试应符合<电力设备带电检测技术规范（试行）>：

1）同一组电容型设备三相带电相对测试结果的变化趋势不应有明显变化。

2）必要时以参考设备停电试验结果为依据，依照以下公式可换算出tanδ及电容量绝对值，并按DL/T393-2010《输变电设备状态检修试验规程》中关于电容型设备停电例行试验标准判断其绝缘状况。

tanδX0 =（tanδX-tanδN）+ tanδN0

CX0 =CX/CN×CN0

3）采用相對测量法测试电容式电压互感器的介质损耗因数和电容量，由于受电磁单元的影响，测量结果可能会有较大偏差，可通过历次试验结果进行综合比较，根据数据变化情况判断绝缘状况。

4）数据分析还应综合考虑设备的历史运行状况、同类型设备的参考数据，同时参考其他带电测试试验结果，如油色谱试验、红外测温以及高频局部放电测试等。

3 案例概述

某220kV变电站电流互感器例行带电测试，发现193C相CT相对介质损耗因数较历次测试数据增大明显，电容量无变化，引起注意。随后进行油色谱分析及高压诊断试验均未发现明显异常。

随后该CT在实验室进行了额定电压下介损及电容量测试、局部放电测试。发现该只CT 10kV下介损与额定电压下介损相比超过0.3%，局部放电量为234pC（标准值为20pC），均超过标准值要求。并进行了解体，发现该CT L2端腰部内侧第4屏、第5屏、第6屏铝箔纸均出现不同程度的纵向开裂，长度为150mm，纵向宽度为5mm，其中第6屏最为严重。

3.1油色谱试验情况

色谱分析氢气含量13011.9μL /L、总烃640.0μL /L均超过注意值，经计算三比值为编码为010，故障类型判断为低能量密度的局部放电，具体试验数据如下（单位μL /L）。

3.2带电测试数据情况

193CT每年至少进行一次带电相对介损及电容量测试，上次之前193C相CT相对介损及电容量，均为明显变化，但本次带电试验数据与历次比较，相对介损由上次的0.27%增加为现在的0.66%，介损增加显著，电容量无明显变化。

介损初值差为：（0.66-0.22）/0.22×100%=200%，依据国网公司《电力设备带电检测技术规范（试行）》的要求，判断为缺陷设备。

测试数据如下：

3.3 实验室高压试验

结合以往停电测试数据，193C相CT，主绝缘介损由0.319%变化为现在0.403%，增大0.084%，电容量无明显变化。末屏介损及电容量均无明显变化。

CT主绝缘介损及电容量

依据《输变电设备状态检修试验规程》，测量tanδ与测量电压之间的关系曲线，测量电压从10kV到，tanδ的增量大于±0.003，判断设备存在内部绝缘缺陷。

局部放电测测试施加电压

3.4解体情况

解体发现该CT L2端腰部内侧第4屏、第5屏、第6屏铝箔纸均出现不同程度的纵向开裂，长度为150mm，纵向宽度为5mm，其中第6屏最为严重。

4 结论

综合以上油色谱、容性设备带电检测、额定电压下介损电容量、局部放电测试结果及解体情况，判断193C相CT内部存在低能量密度的局部放电缺陷。

缺陷原因：生产厂家在制造过程中，L2端子腰部安装受力不均，铝箔纸挤压出现开裂，产生空穴（气隙）。在运行电压下，出现场强分布不均，导致低能量放电，介损增大。

处理措施：1.加强容性设备介损及电容量带电检测。2.全面开展带电取油样。

电容型设备带电测试技术可灵敏发现运行设备中的绝缘缺陷，判断设备的绝缘状况，为设备的健康、安全运行提供技术保证。

参考文献

[1]<电力设备带电检测技术规范（试行）>，国家电网公司生变电〔2010〕11 号文。