运行中电流互感器可靠性判断

徐宏武

摘 要：本文对运行中电流互感器健康判断的测试方法进行了总结。通常情况下运行中的电流互感器检查诊断的方法主要分为日常检查、停电情况下的定期检测、运行情况下的在线监测。

关键词：电流互感器；测试；诊断

中图分类号：TM514 文献标识码：A

电流互感器是输变电系统中的重要一次设备。其运行稳定直接关系到电力系统安全。为保证运行中的电流互感器安全可靠，运行过程中的诊断和维护极为重要。本文所陈述的电流互感器为油浸式绝缘。其主绝缘是由电缆纸或皱纹纸按一定规律包扎在一次或二次绕组上浸渍变压器油构成的。这种绝缘在长期运行过程中会缓慢地老化。在运行过程中通过有效地测试诊断程序，对电流互感器的健康状况进行判断，将绝缘有问题的电流互感器及时退出运行，避免爆炸事故产生。同时也保证电力系统的安全运行。

1.日常检查

1.1 电流互感器部件的检查

日常主要采取目视的方法检查运行中电流互感器。一般为是否有漏油检查，金属件防腐检查、瓷套外观检查、接地状况检查，最重要的就是检查膨胀器的状况。正常运行的电流互感器内部应该是微正压，依据膨胀器的状态可初步判断电流互感器的运行状况，见表1。

1.2 发热检查

发热检查对于发现电流互感器的热缺陷或过热点非常有效。可以及时发现接触点接触不良问题造成的过热或者局部缺陷造成的温升过高。通过红外温度仪器可以直观地观测电流互感器一次导电体或者其他部位的温度。温度过高应立即退出运行进行检查。

2.停电测试

电流互感器在投运前以及运行后每隔3～6年都应该在停电时进行绝缘性能的测试，测试主要有以下几种：

2.1 绝缘电阻测量

依据电流互感器的设计，绝缘电阻应该在一次绕组与地之间测试。测试前将瓷套表面进行清理并干燥，测得的直流电阻应该是开始测试10min时的直流电阻值R10。测得的电阻值应折算到20℃的电阻值。

一般新出厂的电流互感器绝缘电阻应该为800GΩ，对于测得绝缘电阻不大于150GΩ的，应判定为电流互感器绝缘问题。

2.2 極化系数测量

极化系数的测量即在第15s和第60s所测得的绝缘电阻的比值。即

Fa=R60/R15或Fa=i15/i60

极化系数是判断电流互感器绝缘状况的参数之一，它是基于湿度、绝缘的年限、介质类型以及绝缘系统的方式。通常随着绝缘内湿度以及年限的增加，极化系数接近1。当极化系数接近1.7时，应判定为电流互感器的主绝缘不适宜继续运行。

2.3 电容和介质损耗因数（tanδ）测量

运行中的电流互感器至少在10kV下测量电容和介质损耗因数。测量结果与出厂值进行比对。一般如果介质损耗因数值高于出厂值的1%，说明电流互感器的绝缘状况较差。介质损耗因数在不同的温度测量的值，应按如下公式折算到20℃：

tanδ（20）=tanδ（θ）·e-α（θ-20）

其中α依据如下公式进行计算：

θ和tanδ为温度和相应的介质损耗因数。

2.4 局部放电测量

局部放电测量可以直观地判断出电流互感器绝缘的质量。在油纸绝缘中的局部放电会导致绝缘的最终崩溃。产生局部放电的同时会伴随产生声波并会导致变压器油的分解而产生气体。由于过电压、产品内部缺陷或绝缘内部湿度过高产生的局部放电最终会导致绝缘的局部损坏。

投运后的电流互感器复试局部放电时预加电压按标准应是额定工频试验电压的80%。

局部放电测量时干扰一般要求小于3pC，而在变电站现场的干扰过高而无法测量。需要将产品运至专业的试验室进行测试。

2.5 变压器油的检查

电流互感器绝缘用变压器油中析出气体的数量和成分可以进行测量。测量结果与GB/T7595-2008进行比对。可以预见，电流互感器在运行期间油中所含气体会有微量增加。这种增长是绝缘老化的反映。

有些情况下，未投运的电流互感器变压器油中也会出现一些气体。这些气体是固体绝缘、防腐保护或粘接时用的胶释放出来的。

测量气体含量同时也应该进行互感器油中水分含量的测量。新品电流互感器油中水分一般在5～10ppm之间。其含量在运行期间不应有变化。

建议电流互感器运行6个月至1年内进行一次变压器油检验分析。之后每隔3～6年要进行一次。

变压器油色谱分析结果可以判断电流互感器运行时的状况。较小强度的局部放电会产生甲烷、乙烷和大量的氢气，电弧放电会产生乙炔。如果发现这些气体的含量超过规定的限值或明显变化，则应密切注意其运行状况或将电流互感器退出运行。

3.电流互感器的在线监测

日常检查和停电检查只能检查电流互感器绝缘老化情况。但这种方式很难查明和防止一些快速事故的发生。快速故障只能通过在线监测才能发现。但是，电流互感器用在线监测方法仍处于研发阶段，其效果还需要进一步证明。

3.1 测量主绝缘泄漏电流

监测电流互感器的泄漏电流。通过电流互感器接地装置测量电流互感器对地泄漏电流。在绝缘击穿的开始，泄漏电流会非常明显地增大，如果适时地发现采取措施就可以避免电流互感器恶性事故的发生。但由于准确测量非常不易，这种方式还未被广泛地应用。

3.2 变压器油的在线监测

在线监测分析电流互感器中变压器油的气体含量。但这种方式更适合运行时变压器油在箱体内循环的变压器。对于变压器油静止的电流互感器测量效果受到限制。而且这种装置相对于电流互感器本身造价也相当高。

结论

按照要求对运行中的电流互感器进行预防性试验，可有效反映电流互感器的健康状况。及时发现有问题，采取有效措施，避免恶性事故发生，减少直接和间接损失。同时研究在线监测的新途径，可以准确、及时反映出电流互感器的运行状况。保证电力系统安全稳定运行。

参考文献

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