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摘要：文章通过一起220 kV电流互感器金属膨胀器冲顶缺陷案例分析。并对电流互感器开展例行试验、诊断性试验及解体检查，确定电流互感器由于中间屏绝缘纸未完全干燥，导致运行过程中发生低能放电，产生大量气体，造成金属膨胀器冲顶。最后对预防该缺陷发生提出了相关的措施。
关键词：220 kV；电流互感器；电容屏；原因；试验
引言
电流互感器（简称 CT）是变电站的主设备之一，是将电力系统中的大电流转换成小电流，在继电保护、自动控制、信号指示、电能计量等各方面起着不可或缺的作用。近年来电流互感器膨胀器冲顶事故出现较多，某220 kV 变电站两套母差保护动作，运维人员发现一起220 kV 出线间隔开关电流互感器金属膨胀器出现冲顶故障。分析其故障原因为装配人员在安装过程中由于操作不当，使铁心罩壳顶部及两侧局部错位变形。松动位置发生局部放电，使得变压器油裂解，长时间运行后气体大量累积造成膨胀器冲顶。
1 事件经过
2018 年 6 月 8 日，运行人员巡视时发现某 220kV 变电站 218 间隔 C 相电流互感器金属膨胀器冲顶。检查同间隔电流互感器，发现A相电流互感器金属膨胀器正常，但油位异常偏高，B相电流互感器金属膨胀器顶盖一角异常凸起。
该间隔电流互感器型号为LB-220，2017年3月13 日投运，运行时间不到 3 个月。设备投运前开展了交接试验，各项试验数据合格。发现该间隔电流互感器金属膨胀器异常凸起后，运行人员立即申请停电，将三相电流互感器退出运行。
2 试验情况
2.1 现场例行试验
电流互感器退出运行后，现场对三相电流互感器开展了常规试验检查。试验项目包括绕组直流电阻、绝缘电阻、主绝缘介质损耗因数、油中溶解气体分析以及绝缘油试验。试验结果发现B、C相电流互感器主绝缘介质损耗因数超标，A相介损值接近标准值，三相电流互感器出厂验收、交接验收及现场试验介损值对比数据见表1同时，三相电流互感器油中溶解气体分析中氢气、总烃、乙炔值均超标，试验数据见表
2三相电流互感器绕组直流电阻、绝缘电阻、绝缘油试验结果合格。
表1 电流互感器介质损耗因数测试值对比
根据三相电流互感器油中溶解气体分析数据，判断电流互感器内部发生放电，产生大量气体，导致金属膨胀器冲顶。根据DLT 722-2014《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中“三比值法”，确定故障编码为100，判断放电类型为低能放电。
2.2 诊断性试验
为了进一步确定电流互感器放电原因及部位，对电流互感器返厂开展诊断性试验，试验项目包括耐压、局部放电及高电压介损测试。对B、C相电流互感器进行高电压介损试验，测量不同电压下电流互感器的介质损耗因数。电压首先从10 kV增加到146 kV，然后从146 kV下降到10kV，电压上升及下降过程中，记录 B、C 相电流互感器介损值，介损随电压的变化情况分别见图1、2。B、C相电流互感器在电压从10 kV增加到146 kV，其介损值分别增加0.009和0.015，超过标准要求。
对A相电流互感器进行耐压试验，试验电压值460kV，耐压试验通过后对电流互感器进行局部放电试验，在1.2Um/√3电压下，测得局放量为500pC，严重超标。根据三相电流互感器诊断性试验数据，发现电流互感器主绝缘高压介损及局放试验超标。判断电流互感器低能放电部位在主绝缘。
2.3 解体检查情况
对B、C相电流互感器进行解体检查，拆开电流互感器瓷套，检查电流互感器器身、铁心及夹件、二次绕组、末屏引线，外观无明显异常，如图3所示。该型号电流互感器为电容器结构，器身结构图如图4所示。
对电流互感器主绝缘一次绕组主绝缘进行解体，重点检查电容屏及绝缘纸，外观检查无明显异常。
该电流互感器一次绕组主绝缘为电容型绝缘，共有9张电容屏。将一次绕组主绝缘解体后，分别测量9 张电容屏的电容量、介损及绝缘电阻。发现 C 相电流互感器第4-7张屏的介损值超过厂家内部控制值（0.004），B相电流互感器第3-7张屏的介损值超过厂家内部控制值，B、C两相电流互感器第4-7张屏的绝缘电阻值也明显偏低。具体情况见图5、6。
造成绝缘纸介损偏高，绝缘电阻下降的原因包括绝缘老化及受潮。由于本次缺陷电流互感器运行时间不到3个月，排除绝缘老化及运行中受潮的原因，判断电流互感器在制造时中间屏绝缘纸未完全干燥，导致其介损偏高。
2.4 绝缘纸试验
为了确定中间屏绝缘纸未完全干燥，取B相电流互感器电容屏间绝缘纸，在试验室进行干燥处理，在155 ℃下干燥 36 h。干燥前后进行介电常数测试，对比分析绝缘纸干燥前后介电常数变化情况，试验数据见图7。
图7 干燥前后介电常数
根据图7可以发现干燥后，绝缘纸相对介电常数均有降低，且中间电容屏的降幅尤为明显。确定中间屏绝缘纸干燥前含有水分，故干燥后介电常数明显降低。
3 结束语
本次电流互感器金属膨胀器冲顶缺陷是由于互感器内部发生低能放电，产生大量气体导致的。电流互感器放电部位为主绝缘中间电容屏之间。电流互感器中间屏绝缘纸在制造过程中未完全干燥，导致介损值偏高，同时在运行电压下发生局部低能放电。为了防范类似缺陷再次发生，提出如下措施及建议。
1）严格按照《电气设备交接试验标准》要求进行交接试验，油浸式电流互感器出厂局放试验延长到 5 min，现场交流耐压试验前后进行油色谱分析。
2）目前《电力设备检修试验规程》没有对绝缘纸的含水量提出明确要求，而且尚无检测绝缘纸中含水量的有效方法，建议开展绝缘纸中水分含量无损检测方法及判断标准研究。
3）认真做好电流互感器运行情况监督检查，特别是在电网高负荷到来之前和夏季高温天气时，要注意电流互感器油位变化情况。当油位升高明显或达到最高位置时，及时取油样跟踪分析。
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论文作者:区荣均
论文发表刊物:《河南电力》2018年21期
论文发表时间:2019/5/21
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