一种500kV CVT电磁单元绝缘缺陷分析及处理方法

吴小平，顾卫坤，向天航

（中国长江电力股份有限公司，湖北省宜昌市 443002）

0 引言

电容式电压互感器具有结构简单、耐绝缘冲击强度高、抗铁磁谐振性能好等优点，在电力系统中得到广泛应用[1-5]。某500kV开关站出线CVT为双出线盒产品，型号为TYD500/-0.005H，2013年4月投运。2015～2016年度，检修人员在500kV开关站出线设备检修中，按照试验规程[6]对CVT进行预防性试验，发现第三回出线A、C相及第五回出线A、B、C相均存在CVT电磁单元低压端子绝缘电阻为0ΜΩ情况。本文通过对500kV开关站CVT中间变压器绝缘不合格原因查找与分析，通过试验方法找到CVT绝缘不合格的原因，并提出绝缘缺陷整改措施，供借鉴参考。

1 缺陷分析

1.1 缺陷描述

某500kV开关站所用CVT电气原理图如图1所示。

CVT主要由电容分压器和中压变压器组成，其中C1包含C13、C12、C11三部分，自上而下排列，在中间变压器一次侧绕组首端装设接地开关K，并在箱体外设有操作把手，如图2所示。

图2 接地开关K操作把手Figure 2 Operation handle of earthing switch K

图3 中间变压器一次绕组绝缘电阻试验接线图Figure 3 Wiring diagram of insulation resistance test for primary winding of intermediate transformer

根据检修计划，对500kV CVT进行预防性试验。将中间变二次端子短接接地，C11上端、N端子接地，接地开关操作把手置“运行”位置，绝缘电阻表L端加在二次出线盒X端子上即电磁单元低压端子，如图3所示，此时测得为中间变压器一次绕组、C11和C2的绝缘电阻，本次预防性试验是在N与X端子、X端与地均打开条件下进行，数据如表1所示。

根据试验得出，第三回出线A、C相及第五回出线A、B、C相均存在CVT电磁单元低压端子绝缘电阻不合格。CVT为双出线盒产品，调节端子出线盒由于在投运前做过精度试验，在检修过程中严禁打开，现场检查二次端子出线盒正常。

表1 电磁单元低压端子绝缘电阻测量值Table 1 Measurement value of insulation resistance of low voltage terminal of electromagnetic unit

1.2 缺陷分析

由于第三回和第五回出线CVT均存在电磁单元低压端子绝缘电阻不合格，以下以第三回出线CVT为例进行缺陷分析判定。

1.2.1 判定C11和C2的绝缘

接地开关操作把手置在“试验”位置，其余措施与电磁单元低压端子绝缘测量相同。绝缘电阻表L端加在C11上端，此时测得值为C11绝缘；绝缘电阻表L端加在N端，测得C2绝缘电阻，测得试验数据如表2所示。

表2 第三回出线CVT A、C相C11和C2的绝缘电阻测量值Table 2 Insulation resistance of C11 and C12 in A and C phase of Third Return Line CVT

可以得出，A、C相C11、C2绝缘电阻合格，并进一步对C11、C2做介损试验，测得数据如表3所示。

表3 第三回出线CVT A、C相C11和C2的介损和电容量测量值Table 3 Capacitance and dielectric loss of C11and C12 in A and C phase of Third Return Line CVT

可以判定A、C相的C11、C2绝缘正常，绝缘缺陷发生在中间变压器一次绕组上。

1.2.2 判定中间变压器一次绕组对二次绕组绝缘

将X端子接地，分别对二次绕组1a1n、2a2n、3a3n、dadn四组端子与其一次绕组、其余二次绕组及地测得绝缘电阻，绝缘电阻测量值如表4所示。

表4 第三回出线CVT中间变压器二次绕组绝缘测量值Table 4 Insulation resistance of secondary winding of intermediate transformer of Third Return Line CVT

由此可得，CVT中间变压器一次绕组与二次绕组之间绝缘合格。

1.2.3 判定中间变压器一次绕组对箱体（地）、铁芯绝缘

操作把手K置于“运行”位置，C11上端、N端接地，二次端子悬空，绝缘电阻表L加在X端上，测得绝缘电阻如表5所示。

表5 第三回出线CVT A、C相X端绝缘电阻测量值Table 5 Insulation resistance of X terminal in A and C phase of Third Return Line CVT

可以判定，中间变压器一次绕组对地绝缘不合格。可能有：一次绕组首端对地绝缘不合格；一次绕组对铁芯绝缘不合格；一次绕组末端对地绝缘不合格；或者是几种情况的综合。

1.2.4 判定中间变压器一次绕组首端接地开关绝缘

查看了葛双II回CVT运行数据，并未出现电压明显异常，因此，可以判定中间变压器一次绕组首端接地开关工作正常。

1.2.5 判定中间变压器一次绕组对铁芯绝缘

若一次绕组对铁芯有不良接触，会导致铁芯两点接地，铁芯形成涡流回路，就会发热，同时一次绕组也会对铁芯放电，所以对CVT中间变压器绝缘油进行了油化试验，试验结果如表6所示。

试验数据无异常，说明绝缘油并未受潮以及中间变压器在运行过程中并未出现过热和放电现象。可以判定中间变压器一次绕组对铁芯绝缘正常。

因此，通过以上判定，推出第三回出线CVT电磁单元低压端子不合格原因为中间变压器一次绕组末端即X端子对地绝缘不合格。

2 缺陷处理

由于CVT二次出线盒正常，中间变压器一次绕组末端X端子对地绝缘不合格，调节端子在投运前做过精度试验，严禁打开调节端子出线盒，为了解决问题，必须要对CVT调节端子出线盒进行开盖检查。开盖发现，CVT电磁单元调节端子出线盒内有不同程度积水。其中，A相出线盒积水和锈蚀最为严重，积水已淹没至B、X端子处，如图4（a）所示；B相出线盒打开后没有液体流出，情况较好；C相积水和锈蚀情况相对较轻，积水淹没至接地螺栓处如图4（b）所示。

表6 第三回出线CVT中间变压器绝缘油样检验Table 6 Insulating oil test of intermediate transformer of Third Return Line CVT

图4 CVT调节端子出线盒积水锈蚀情况（a）A相；（b）C相Figure 4 Seeper and corrosion condition of adjust terminal box of CVT

排干出线盒内部积水并清理锈迹后，用热风机分别对A、C相调节端子进行烘干除湿处理。用2500V绝缘电阻表测量，电磁单元X端对地绝缘电阻值明显增大，进一步验证CVT电磁单元中间变压器绝缘不合格主要原是由一次绕组末端对地绝缘不合格造成。电磁单元处理前后X端子对地绝缘电阻值测量值如表7所示。

表7 处理前后绝缘电阻测量值Table 7 Insulation resistance before and after treatment

由于检修工期短 ，现场只对电磁单元X端子进行干燥处理，电磁单元X端对地绝缘电阻虽然增大，但是部分相没有达到规程要求标准100ΜΩ以上。在对CVT中间变压器绝缘油进行油化试验时，未检测出油中含有水分，说明CVT调节端子出线板密封良好。CVT正常运行时，一次绕组低压端与接地网连通，其对地绝缘电阻为零，不影响设备安全运行。对500kV CVT进行投运。在下一轮岁修时，加装调节端子出线盒防雨罩，并对调节绕组出线盒内部进行除锈，并更换已锈蚀的螺钉及连接片，保证电气可靠连接。但处理效果不明显，仍然存在绝缘不合格现象，对CVT进行返厂检修处理。

3 结论与建议

通过试验方法对500kV开关站CVT电磁单元低压端子绝缘不合格原因查找分析，发现该型CVT绝缘电阻不合格的主要原因为电磁单元调节端子绝缘低。出线盒密封不良造成内部积水，使端子受潮或浸没水中，从而导致绝缘不合格。这种绝缘缺陷查找方法无需对CVT电磁单元进行解体检查，不会影响到CVT计量绕组测量精度，现场操作方便、有效，为维护检修人员提供一种快速、便捷的绝缘缺陷查找处理方法。