高压电流互感器高压介损试验的研究

高压电流互感器高压介损试验的研究

韩云涛

深圳市华力特电气有限公司广东深圳518000

摘要：为保障电气设备运行状态的安全性，文章根据笔者基层工作实践，结合实际，针对高压电流互感器高压介损现场测量试验,进行总结分析，最终判断该电流互感器存在绝缘劣化引起介损值超标，同时给出一些试验建议，对今后测量分析有借鉴意义。

关键词：电流互感器；高压介损；介损值

在高压试验中，介质损耗因数tgδ是一个重要测试项目，它是表征绝缘介质在电场作用下由于电导及极化的滞后效应等引起的能量损耗，是评定设备绝缘是否受潮的重要参数，同时对存在严重局部放电或绝缘油劣化等也有反应，可有效判断电气设备的绝缘状况，是反映设备运行状态的重要参数。

1例行试验情况

2015年4月8日，现场对某线A、B、C三相电流互感器的介质损耗、电容量、绝缘电阻进行了测试，并将测试结果与上一周期测试数值进行了比对，发现绝缘电阻、电容量测试未见异常，介质损耗较上周期测试有所增长，且A相介损tgδ%平均值为1.560，超过注意值，为此测量了末屏介损值，未见异常，测试数据详见表1。按照《输变电设备状态检修试验规程》（GDW1168—2013）要求，电流互感器主屏的tgδ%≤1，电容量初值差不超过±5%。该电流互感器型号为LCWB6-110W2，额定电压为110kV，绝缘介质为油，绝缘类型为油纸电容性，正立式结构，生产日期为1998年8月。

图3B相介损变化曲线

通过对比曲线图1、图2不难看出，外施电压从10kV开始，介质损耗测量值随着所加试验电压的升高而降低，其中A相介损值增量为28%，B相介损值增量为27%，这远远超过标准值0.3%。

3故障原因分析

发现tanδ超标问题，在排除电场、磁场、空间T型网络的干扰和外部脏污等问题后，对于试验数据本身就可以形成结论，这里主要由两个方面进行分析，一方面Garton效应，另一方面是粒子效应。

1）介质中存在Garton效应：因为介质中存在带电粒子，在较高电场的作用下，粒子发生极化效应，使得原来离散于介质中的粒子发生了极化（如图3所示），粒子分布在了介质的两级，从而影响了交流电场下介质损耗的有功分量的通路（如图4所示）所示，进而发生了随电压增高介质损耗降低的现象。从图2、图3来看，A、B两相电流互感器的tanδ随着试验电压升高而出现了明显下降，类似Garton效应原理，但A相在72kV电压下tanδ仍然超过标准值，这说明了该电流互感器绝缘介质还存在一定的问题，而在运行电压下测到的介质损耗更能反映其介质绝缘的状况。

（a）没有外加电场的粒子

图4粒子极化图

2）从离子的角度讲，在较高的电场作用下，油中胶体型带电粒子在交变工作电场作用下的运动受到纸纤维阻拦，而这种阻拦随电场强度增加而有明显的规律。因此，含有胶体型带电粒子的绝缘油损耗因数随电场强度提高减小得多；由于胶体型微粒包括微生物等有时会存在于油品中，其粒子直径要小于滤纸的孔径，在常规的加热滤油等措施下，无法将其滤除。油纸绝缘中，这种粒子的离散性和在较高电场下的极化在相关文献和经验中已经得到了证实，即对刚停运的设备立即做介质损耗试验的试验数据要比设备停运几小时后的试验数据小（表1设备刚停和停了几小时复测的试验数据的对比，差距较大，从侧面说明了粒子影响很大），这也要求停运较长时间的设备，要先进行1～2h工作电压下的耐压试验，排除这种粒子极化效应的影响，才能使得试验数据更加较为真实的反映出设备的状况。考虑到这种粒子效应的存在会影响的介质损耗的大小，我们进行了额定电压的试验。但试验结果介质损耗虽有所下降，但依然超过了规程中要求的标准限值。

3）由于绝缘内部老化问题的出现，固体绝缘中伴随着老化产生的纸纤维，随着电压的升高，纸纤维发生聚合，使得随粒子发生碰撞聚合的起始电压开始，粒子数目又发生逐步减少的现象，进而出现介质损耗出现下降的趋势。

4）根据油色谱数据可知，虽然各项数据都在标准范围之内，但由A、B相与C相对比可知，A、B相的一氧化碳及二氧化碳含量明显比C相高，说明为油纸绝缘有一定程度的劣化。

5）综合以上分析，排除了各种干扰的影响，可以断定设备存在绝缘劣化、介损超标问题，应对该线A、B相电流互感器进行更换。

4结论

总的来说，随着我国电力事业的发展,互感器在电压和电流的管理过程中的使用越来越多,在电感器的使用过程中,互感器的介损是电力管理过程中的重要问题。综上分析，建议在高压电流互感器高压介损试验中，常规介质损耗试验中发现tanδ不符合规程要求时，要进行额定电压下的介损试验，在排除各种干扰后，方能断定设备是否异常；设备停运后，应尽快对其进行介损试验，如果长时间未投运的设备，应在进行介质损耗试验前，进行1～2h的耐压试验；鉴于互感器等设备的小容量特性，虽然油品质量没有发现问题，但其介质损耗试验所发现的潜在缺陷依然要给予非常高的重视；微观理论下的介质的粒子特性，能够较为全面和准确的解释介质损耗值的各种变化以及趋势，对于工程试验人员也有很大的帮助，能够分析出设备潜在的危害和试验数据表征出的现象本质；判断出设备出现老化、劣化、受潮等现象要仔细分析其中原因，排除固有粒子的影响，如极化、胶体粒子引起的增大或减小外，对于依旧存在的试验数据超过标准限制的设备要给予足够的重视，防止劣化现象蔓延引发电网设备的安全性；排查运行20年以上的电流互感器，尤其是同批次同型号的电流互感器，缩短试验周期，如有同类情况，则应提前采取相应措施。

参考文献：

[1]黄大银.电流互感器现场高压介损试验的研究[J].工程建设标准化,2015(4).

[2]钟继萌.电流互感器高压介损现场测量方法探究[J].现代制造,2014(15):39-40.