干式电流互感器常见发热缺陷及处理方法

干式电流互感器常见发热缺陷及处理方法

第一作者： 黄自军 第二者：李华轩 第三作者：张洪月

广东电网有限责任公司湛江供电局，广东 湛江 524000

【摘要】本文主要通过干式电流互感器结构介绍及平时运行经验总结，分析总结干式电流互感器发热部位和简单介绍发热缺陷处理方法。通过介绍一起干式电流互感器发热且部位比较特殊案例分析。研究如何通过停电试验排查引起电流互感器发热原因及发热部位定位。为干式电流互感器发热诊断提供经验。

【关键词】：干式电流互感器、发热、红外测温、电容量及介损测试。

【前言】随着干式电流互感器大面积普及使用，在运行一段时间后，发现越来越多发热缺陷。本文通过对干式电流互感器结构分析归类总结发热类型及处理方法，让我们更深入了解引起干式电流互感器发热原因，及如何查找干式电流互感器发热原因。

【正文】干式电流互感器是一种高压电流互感器，将低压贯穿式电流互感器套在“U”形干式高压套管上，通过箱体和机械紧固件组合在一起。它具有无瓷，无油，无气等特点。它主要由一次绕组、二次绕组、箱体和硅橡胶伞群等组成（外形见图1）。采用有机复合绝缘薄膜作主绝缘，主绝缘中有长度和位置逐渐变化的三个电屏，它们共同构成电容性均在结构上实现绝缘要求。一次绕组由一次导体，接线端子，刚性骨架，绝缘层，电容屏，外护套硅橡胶伞群及末屏引出线构成（见图2）。二次绕组套装在一次绕组上，在二次绕组及其引线管上包固体绝缘材料。

图1干式电流互感器外观图

一次绕组通常用纯铜棒或铜绞合线（根据单匝或多匝结构确定），其导电截面积则根据额定电流和短路电流的要求选取。

刚性骨架是用不导磁的钢管折成U字型。

主绝缘层为聚四氟乙烯带涂抹硅油包绕，它是在一次绕组上用铝箔均压屏和聚四氟乙烯绝缘层交替包绕，形成同轴圆柱形电容结构，聚四氟乙烯带间及铝箔与聚四氟乙烯间涂抹硅油以填充气隙，使沿径向和轴向的电场分布均匀，提高了一次绕组的击穿电压和沿面放电电压。

外护套及硅橡胶伞群构成一次绕组的外绝缘，硅橡胶伞群的直径及个数则根据使用地点的环境和污秽程度决定。

末屏引出线是与最末一层电容屏相连的金属线或金属片，其与地电位连接，使最末层电容屏处于地电位。

变比连接器是在高压引出线之间连接两个端子，可以增强电流互感器的机械强度，多匝电流互感器用此改变一次绕组的并、串联关系，可以改变比。

图2干式电流互感器结构图

从干式电流互感器结构及现场运行经验可以知道，干式电流互感器在正常运行条件下，一般容易在以下部位容易引起缺陷。

部位一：变比连接器因裸露在空气中，氧化导致接触面接触不良引起发热。严重发热时，热点温度甚至高达上百度。如图3所示

图3干式电流互感器变比板发热红外图

针对此类缺陷处理方法，打开干式电流互感器顶部盖板，对变比板进行打磨处理，去掉氧化层，紧固螺丝即可。

部位二：末屏受潮导致发热缺陷。因二次面板密封性不足，潮气沿着缝隙侵入电流互感器内部。在电流互感器底部末屏裸露部分，因为潮气凝露在表面，导致末屏受潮发热，干式电流互感器底部发热，但由于有金属阻挡，二次面板阻挡，加之发热处热点温度不高，不易在运行时发现。停电试验时，末屏接地引出线对地绝缘电阻测试可发现。

针对此类缺陷处理方法，打开二次面板，朝底部加热驱潮即可。驱潮完成后，应测量末屏引出线对地绝缘电阻，与出厂值无明显变化即可。

部位三：外护套硅橡胶伞群表面长期运行老化龟裂，导致厌水性下降，或者电流互感器组装时，外护套硅橡胶伞密封性能不佳，这些隐患在长期运行下会导致CT本体主绝缘层最外层受潮引起发热。受潮部位热点温度不高，比本体其他部位，温差只高几K。

处理方法:去掉表面的外护套后，检查受潮情况。若受潮情况不严重的话，可用高温烘箱烘干，驱潮后，重新安装外护套，即可。

部位四：外护套硅橡胶伞群表面积污严重，表面泄漏电流增大。会在伞裙表面形成一个环状发热点。

处理方法：采用带电水冲洗或者停电清抹表面污迹即可。

但有些发热缺陷位置比较特殊容易引起误判。如下例子2020年04月27日，在湛江某变电站日常巡视中发现110kV #2变高CT B相本体测温异常。

图4、干式电流互感器发热图

如图4所示，电流互感器最热点在本体顶部与变比板连接处，最热点在图上显示在电流互感器本体。热点温度32℃，正常本温度只有28℃。

从干式电流互感器缺陷及干式电流互感器结构分析，引起该类缺陷的有两个可能原因。

原因一：一次绕组与变比板抱箍接触不良，引起发热，热量沿着一次绕组传热。接触不良发热点，处在发热初期，且干式电流互感器顶部有金属盖子覆盖，红测温仪无法捕抓到最准确最热点。该缺陷按照红外测试导则DLT 664-2016，可判定属于一般缺陷，不影响设备正常运行。

图
5、干式电流互感器发热点分析

原因二：干式电流互感器顶部密封性能不佳，导致潮气或者雨水入侵，致使电容屏受潮引起发热。该缺陷按照红外测试导则DLT 664-2016，可判定属于紧急缺陷，应立即停运，若继续运行会损坏设备，造成电网事故。

图6、干式电流互感器发热点分析

为电网稳定运行需要，立即开展停电检查确认该干式电流互感器发热原因。

主要开展以下试验，干式电流互感器主电容量及介损测试，变比板回路电阻测试。具体测试结果如下。

表1 tanδ及电容量测量

试验结论：试验合格。

表2绝缘电阻测试（MΩ）

试验结论：试验合格。

表3回路电阻测试（uΩ）

试验结论：发热侧下部导电杆与变比板接触面回路电阻明显比正常侧回路大，其余部位正常。

对上述试验数据分析，110kV #2变高CT B相绝缘性能良好，未发现本体受潮情况，可排除CT本体因受潮引起发热。发热侧下部导电杆与变比板接触面接触不良是引起这次发热原因。

后经检修班拆开接触电阻大的接触面打磨处理后，发热侧下部导电杆与变比板接触面回路电阻是3uΩ。

在该CT恢复原状后，我们使用大电流发生器对其进行升流，让其模拟通过实际负荷电流两个小时，使用红外测温仪测量，无发现异常发热点。

在该变高CT恢复投运后，对其进行红外测温复测，无发现异常发热点。测温红外图普，如下图显示

图7、处理后的该CT红外测温图谱，无明显发热点

【结束语】

1. 本文阐述了干式电流互感器常见发热的四个部位及处理方法。

2. 通过一个典型发热例子，讲述如何排查干式电流互感器发热的原因，最终如何准确消缺。

参考文献

1. 陈化钢 电力设备预防性试验方法及诊断技术 【J】中国科学技术出版社，2001.3

2. 陈灵 变电设备试验诊断及分析 【J】中国电力出版社，2019.3

3. 红外测试导则DLT 664-2016