电流互感器介损超标故障分析

王佼

（国网河北省电力公司保定供电公司，河北保定071000）

电流互感器介损超标故障分析

王佼

（国网河北省电力公司保定供电公司，河北保定071000）

介绍一起由于局部放电引起的电容型电流互感器介损值增大的绝缘故障，对故障设备进行带电测试、油化试验、高压介损试验、局部放电试验和解体检查，分析故障产生原因，并提出预防措施，对类似情况的检查和预防具有一定借鉴意义。

电流互感器；介损；局部放电；带电检测

0 引言

局部放电是指电容型设备绝缘部分被击穿的电气放电，它发生在一个或几个绝缘内部的缺陷中（如气隙或气泡），其放电量并不大，短时间内不影响设备的绝缘强度，但在长期工作电压作用下，局部放电将产生累计效应，致使绝缘缺陷逐步扩大，最后导致整个绝缘击穿，造成安全隐患。系统中不少电流互感器故障是由局部放电发展形成的［1］。

结合一起带电检测发现的110 kV电流互感器绝缘故障实例，通过电流互感器试验分析和解体检查，找到故障原因。

1 缺陷描述

2015-06-19，试验人员对某110 kV变电站电流互感器进行例行带电测试，发现172间隔C相电流互感器的相对介损值较A、B两相试验数据明显增大，而电容量未见异常，据此判断设备内部存在缺陷。带电测试数据如表1所示。该设备为油箱瓷套式电容型绝缘U字型结构，型号为LCWB6-110W3，2006年12月出厂，2008年1月投运。

表1 172间隔电流互感器带电测试

2 试验分析

2.1 介质损耗

电介质在电压作用下，由于电导和极化的滞后作用引起的能量损耗，称为介质损耗。对于良好的绝缘而言，介质损耗是非常微小的，然而当绝缘出现缺陷时，介质损耗会明显增大，通常会使绝缘介质温度升高，绝缘性能劣化，甚至导致绝缘击穿，失去绝缘作用［2］。测量介质损耗是绝缘试验的主要项目之一，

在发现绝缘受潮、老化等分布性缺陷方面比较灵敏有效。

172间隔电流互感器于2009年和2010年的介质损耗测试数据如表2所示。

表2 172间隔电流互感器停电测试

《河北省电力公司输变电设备状态检修试验规程》规定，油浸式电流互感器带电试验tanδ测量值与初值比较变化量不超过±0.003，电容测量值与初值变化率不超过±5%。从表1可以换算出C相带电测试介损的绝对值为0.005 5，较2009年停电数据增大0.003 25，较2010年停电数据增大0.003 18，已超出规程规定的注意值。

2.2 油色谱试验

充油电气设备的潜伏性故障所产生的可燃性气体大部分会溶解于油，随着故障的持续，这些气体在油中不断积累，直至饱和甚至析出气泡。因此，分析油中溶解气体的组分和含量是诊断充油电流互感器故障存在与发展情况的一个重要依据。

检修人员对设备外观进行检查，发现C相电流互感器的油位不可见，但无渗漏。针对172间隔C相电流互感器介损值增大的缺陷，进行了油色谱追踪试验。油色谱分析数据见表3。油色谱数据分析可以看出，H2体积分数达到了24 175.9 μL／L，大大超过状态检修试验规程规定的注意值150 μL／L，CH4、C2H6均有明显增长，且有0.61 μL／L乙炔出现，油中微量水分也由5 μL／L增长到12 μL／L，三比值编码为100，由三比值法对应的故障类型判断可知，172间隔C相电流互感器可能存在低能放电性故障。

表3 172电流互感器C相油色谱试验数据表（体积分数）μL/L

因此，初步判断该设备存在放电性故障。而油位不可见是由于内部放电导致设备内压增加，引起油位超过上限所致。

2.3 高压介损试验

试验人员对该电流互感器又进行了高压介损试验。通过测量tanδ与试验电压的关系曲线，可以更有效地诊断绝缺陷［3］。对C相电流互感器进行主绝缘高压介损试验，试验电压包括10 kV、30 kV、50 kV和，测试结果见表4，根据试验数据绘制介损随电压变化趋势图，如图1所示。

表4 172电流互感器C相全压介损测试

图1 172电流互感器C相主绝缘介损随电压变化曲线

由表4可以看出，10kV电压下介损值为0.00532，该测试值与带电测试数据基本吻合，较2010年停电数据（0.002 32）增长了0.003，增长幅度较大。

2.4 局部放电测试

对C相电流互感器主绝缘进行局部放电测试。现场试验中，选用频率为50 Hz的电源，从高压侧施加试验电压，试验电压在不大于1／3规定测量电压下接通电源，再开始缓慢均匀上升到预加电压，保持10 s后，降到规定测量电压，保持1 min以上，再读取放电量，最后降到1／3测量电压以下，切除电源。测试结果见表5，放电图谱如图2、图3所示。

表5 172电流互感器C相局部放电测试

图2 起始放电时的放电图谱

图3 1.2Um/电压下放电响应波形

2.5 解体检查

对110 kV变电站172间隔C相电流互感器进行解体检查，如图4和图5所示。4号电容屏的锡箔纸褶皱严重，且在锡箔纸压接处有明显的黑色放电痕迹，说明存在局部放电故障。造成故障的原因为厂家制造工艺不良，锡箔纸存在严重褶皱。在交流运行电压作用下，4号电容屏承受的电场强度不均匀，引起低能量放电，从而导致介损值增加。

图4 解体后的锡箔纸存在褶皱情况

图5 解体后的锡箔纸有放电痕迹

2.6 结果分析

此次故障原因为设备质量存在问题，导致设备局部放电故障，引起主绝缘介损值增大。因此，要求强化设备工艺质量控制，设备装配完成后要严格按照国网公司要求进行出厂试验，保证出厂设备质量合格，避免隐患产品进行投运。同时，要开展对同厂家同型号同批次的电流互感器的故障排除工作，并建立跟踪档案。

3 结语

检修人员对172间隔C相电流互感器进行停运更换，并对新上设备进行高压试验，试验项目有：主绝缘绝缘电阻、末屏绝缘电阻、二次绝缘电阻、主绝缘全压介损、末屏介损/电容量、主绝缘局部放电测试。试验数据均合格，设备可投入运行。

在设备运行状态下开展带电检测，可有效地监测电流互感器运行状况并及时发现绝缘故障。因此，应加强对电容型电流互感器的介损以及电容量的带电检测工作，并全面开展带电取油样工作，通过综合评价手段对设备的健康水平实现较为准确的评价，以排除设备潜伏性运行隐患，保证电流互感器的安全、稳定运行。

［1］王树声.变电检修［M］.北京：中国电力出版社，2010.

［2］彭江，程序，刘明，等.电网设备带电检测技术［M］.北京：中国电力出版社，2014.

［3］陈志勇，阎春雨，张建忠.电流互感器高电压介质损耗因数tanδ的测量［J］.河北电力技术，2005，24（5）：33－34.

［4］Q／GDW 04－10501047—2010河北省电力公司输变电设备状态检修试验规程［S］.

［5］DL／T 417—2006电力设备局部放电现场测量导则［S］.

［6］黄新波.变电设备在线监测与故障诊断［M］.北京：中国电力出版社，2012.

Analysis of Current Transformer Abnormal Dielectric Loss Fault

WANG Jiao
（State Grid Baoding Power Supply Company，Baoding 071000，China）

A capacitive current transformer abnormal dielectric loss fault caused by partial discharge was introduced.Through the live detection，oil chromatography test，high voltage dielectric loss test，partial discharge test and disassemble inspection of the failure equipment，causes of the fault were analyzed and treatment measures were proposed.Analysis results and improvement measures have

ignificance for inspection and prevention of the similar situation.

current transformer；dielectric loss；partial discharge；live detection

TM452

B

1007－9904（2016）10－0055－04

2016-05-12

王佼（1987），男，工程师，从事继电保护及电气试验工作。