一起电容型电流互感器末屏过热缺陷的诊断

隋　恒，陈　虎，陈思良（国网山东省电力公司聊城供电公司，山东　聊城　252000）

·班组创新·

一起电容型电流互感器末屏过热缺陷的诊断

隋恒，陈虎，陈思良
（国网山东省电力公司聊城供电公司，山东聊城252000）

分析一起电容型电流互感器末屏的发热缺陷，采用多种诊断性试验对电流互感器绝缘性能进行检测，根据检测结果和现场情况确定末屏发热原因为末屏接地断开，造成本应处于零电位的末屏处电位升高。现场根据电流互感器末屏结构对缺陷进行了处理，并对防范此类缺陷提出了相关措施。

电流互感器；末屏；过热

0　引言

电容型电流互感器因电场分布均匀、耐高压性能优良在110 kV及以上电压等级设备中广泛应用。电容型电流互感器套管的主绝缘采用绝缘和铝箔电极交替缠绕在导电管上，组成一串同心圆柱型串联电容器，靠近高压导电部分与一次导电部分相连的第一个屏为首屏，最外一层屏称为末屏，通过绝缘瓷套引出接地。其末屏作为进行介质损耗和电容量等试验的测量端子，在运行状态下必须可靠接地，使电流互感器中各层绝缘中的电压均匀［1］。

1　缺陷描述

1.1现场情况

对某变电站进行红外测温，发现站内某110 kV线路B相油浸式电流互感器的末屛处存在过热，过热点最高温度为20.1℃，如图1，其余A相、C相的相应部位温度为5℃，改变观测角度，过热现象依然存在。

线路停电后，现场检查发现B相电流互感器末屏接地连接片的压接螺杆断开，只有半截螺杆嵌在螺孔中，见图2，末屏的接地连片与设备外壳处于虚连状态。

图1　B相电流互感器红外图谱及可见光照片

图2　B相电流互感器末屏接地情况

该电流互感器2000年4月投入运行，为检查设备绝缘是否损坏，对三相电流互感器进行主绝缘和末屏绝缘电阻、介损及电容量测试和绝缘油色谱分析。

1.2诊断性试验情况

三相电流互感器主绝缘和末屏绝缘电阻测试结果见表1，测试温度4.7℃，相对湿度30%。

电流互感器主绝缘和末屏的介损及电容量测试结果见表2。

表1　绝缘电阻测试结果　MΩ

表2　介损及电容量测试结果

经现场试验，B相电流互感器绝缘、介损及电容量均符合Q/GDW 1168—2013《输变电设备状态检修试验规程》。

取电流互感器内部绝缘油进行色谱分析，结果见表3。

表3　油色谱分析结果（体积分数）　μL/L

B相电流互感器油色谱试验数据正常，符合规程中油色谱分析 “乙炔体积分数不大于2μL/L，氢气体积分数不大于150μL/L，总烃体积分数不大于100 L/L”的要求，且与上次数据相比，油色谱数据没有明显变化。

综合以上试验数据，B相电流互感器主绝缘及末屏绝缘符合标准要求，没有发现设备内部绝缘存在老化、受潮现象。

2　缺陷分析

2.1末屏接地连接片压接螺杆断开分析

如图3，电流互感器末屏没有防雨罩等防护装置，直接暴露于空气中。长期运行过程中末屏及底座表面锈蚀严重，末屏引线压接螺杆不断受腐蚀，严重影响其工作寿命，如果螺杆自身质量不佳，更容易导致螺杆断裂。

图3　设备器身锈蚀情况

2.2末屏发热原因分析

电容型电流互感器的主绝缘相当于十多层电容串联而成，一次绕组对地电压均匀分布在各层之间［2］。

正常运行中末屏可靠接地，末屏处电位近似于零。末屏接地连接片的螺杆断裂后，连接片与设备接地外壳的接触有以下两种情况。

1）末屏连接片与设备外壳完全断开连接，如图4 （a）所示。其中，R1、C1分别为互感器一次绕组对末屏的等效电阻和电容，C2为末屛悬空后对地电容，U1为设备运行相电压，U2为末屏对地电压。此时

对于电容型套管，R1＞＞jωC1，因此式（1）近似为

当末屏对地绝缘时，末屏存在悬浮电位，套管主绝缘的各层电容的电压分布变得不均匀，末屏处悬浮电压可能达数千伏，足以造成末屏对地的放电，产生较大的瞬时电流，持续电流作用下导致此处过热。

图4　末屏接地连接片与设备外壳接触情况

2）末屏连接片与设备外壳接触不良形成高阻接地，等效电路如图4（b）。其中R2为接地引线连接片与设备外壳之间的较高电阻。此时

由于R2数值相对较大，U2电压较高，造成较大电流产生过热。

本次缺陷中，在现场没有发现末屏附近有放电痕迹，推断末屏过热属于第二种情况，电流互感器末屏连接片的螺杆断裂后，连接片在机械弹力作用下与外壳还保持连接状态，但接触电阻较大，末屏高阻接地造成电压升高，末屏处较大的持续接地电流导致发热。随着机械弹力的减弱，接地连片必然与设备外壳断开连接，末屏处将存在悬浮电位，对设备外壳放电，产生的瞬时放电电流将使末屏发热情况进一步严重。

3　现场处理情况

对B相互感器末屏更换螺杆后，为防止螺杆再次断裂，在末屏端部使用软连线将末屏与二次接线盒外壳连接，形成末屏双重接地，如图5，并对A、C相末屏进行了相似处理。

图5　现场处理情况

缺陷处理后，在设备送电2 h后对互感器进行红外复测确定设备相温度正常，发热情况消失。

4　结语

本次过热缺陷的原因是末屏接地连接片的压接螺杆断裂，导致本应处于零电位的末屏处产生电位升高［3］，如果不及时处理，可能导致末屏套管爆裂，甚至引起电流互感器的爆炸。

对采用类似接地形式，且末屏直接暴露在空气中的设备进行改造，更换锈蚀严重的末屏连接片接地压接螺杆，并对末屏加装第二重接地连接，有条件的情况下可以对末屏加装防雨罩。

从保证设备安全运行角度考虑，红外测温仍是检查设备末屏可靠接地的最有效手段之一，应加强对套管发热等电压制热型缺陷的检测，制定专门的缺陷排查方案，适时缩短测温周期，及时发现过热缺陷。

对需要拆除互感器末屏接地方能进行的试验，在工作完毕恢复接线后，相关人员必须测量末屏接地导通是否良好［4］。

［1］凌愍.变压器用电容型套管故障简析［J］.电力设备，2003，4（6）：24-28.

［2］莫登斌，孙小梅，雍军.电容式CT套管末屏接地故障的原因分析及对策探讨［J］.变压器，2010，47（8）：63-65.

［3］全海军，邹清泉.电容型电气设备末屏故障原因分析与处理［J］.湖南电力，2012，32（4）：56-59.

［4］王新.变压器套管末屏损坏的处理及防范［J］.电力安全技术，2008，8（5）：42-43.

Overheating Defects Diagnosis of Current Transformer End Shield

SUIHeng，CHEN Hu，CHEN Siliang
（State Grid Liaocheng power supply company，Liaocheng 252000，China）

An overheating defect of the end shield of a capacitive current transformer was analyzed.Various testmethods were used to detect the insulation，and overheating was caused by the disconnection of ground connection and the voltage rise of the end shield.The defectwas eliminated and preventivemeasures of such defects have been proposed.

current transformer；end shield；overheat

TM452

B

1007－9904（2016）04－0070－03

2015-11-25

隋恒（1986），男，工程师，从事高压试验检修工作。