摘要：對(duì)倒置式與正立式電流互感器優(yōu)缺點(diǎn)作以比較后，根據(jù)長(zhǎng)期的工作實(shí)踐，以四家變電站（所）油浸倒置式電流互感器為例，闡述倒置式電流互感器常見(jiàn)故障及診斷分析。

關(guān)鍵詞：油浸；倒置式電流互感器；故障；診斷

作者簡(jiǎn)介：李影（1958-），男，吉林舒蘭人，吉林省農(nóng)電有限公司吉林城郊分公司，副經(jīng)理，工程師。（吉林 吉林 132013）

中圖分類號(hào)：TM452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0199-02

互感器包括電壓互感器和電流互感器，是交流電路中一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，用來(lái)正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況，它們統(tǒng)屬于特種變壓器，工作原理基本與變壓器相同。筆者根據(jù)自己長(zhǎng)期的工作實(shí)踐，以幾家變電所油浸倒置式電流互感器為例，闡述倒置式電流互感器常見(jiàn)故障及診斷分析。

一、倒置式與正立式電流互感器優(yōu)缺點(diǎn)比較

油浸倒置式電流互感器主要優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)改變一次繞組連接方式可得到1∶2∶4三種電流比；正立式互感器只有兩種電流比。頭部?jī)?chǔ)油柜焊接密封，防滲漏油效果明顯。一次導(dǎo)體較短，與正立式相比容易滿足較高動(dòng)熱穩(wěn)定電流的要求，同時(shí)也不需要接一次過(guò)電壓保護(hù)器。另外還有一點(diǎn)就是由于一次繞組沒(méi)有電容屏，不存在正立式一次“U”型底部受潮故障現(xiàn)象，因此接母差保護(hù)時(shí)可任意選擇二次保護(hù)圈。

油浸倒置式電流互感器主要缺點(diǎn)：由于二次繞組和鐵心在互感器的頭部，互感器重心較高；由于體積較小，內(nèi)部絕緣的變壓器油很少（約為正立式同電壓等級(jí)的60%），不能長(zhǎng)期采油樣化驗(yàn)；由于結(jié)構(gòu)緊湊，制造工藝和使用材料較常規(guī)正立式互感器要求更為嚴(yán)格。

相比正立式互感器，從整體上看還是油浸倒置式電流互感器的優(yōu)點(diǎn)突出，因而近年來(lái)，油浸倒置式電流互感器數(shù)量大增。

二、倒置式電流互感器異常及故障情況原因分析

1.HQ變電站66千伏倒置式電流互感器異常原因分析

這批互感器是2001年由SB互感器廠生產(chǎn)，2002年投入運(yùn)行，2006被發(fā)現(xiàn)油中總烴超標(biāo)，而且H2含量很高，沒(méi)有乙炔。2007年，這批產(chǎn)品被DL互感器廠解體檢查。

解體檢查發(fā)現(xiàn)二次主絕緣電纜紙層間有大量凝固的X-臘，原因?yàn)楫a(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，造成局部位置場(chǎng)強(qiáng)高度集中，絕緣油在電場(chǎng)的作用下，分解出烴類氣體同時(shí)生成X-臘。

2.GQ變電站66千伏倒置式電流互感器異常原因分析

（1）異常的表現(xiàn)。GQ千伏變電站一批倒置式電流互感器于2008年1月出廠，當(dāng)年5月投入運(yùn)行。2009年某日，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)幾臺(tái)互感器膨脹器漏油、變形且油位普遍升高，于是GQ變電站對(duì)所有66千伏電流互感器進(jìn)行全面檢查。油色譜分析顯示，在這批互感器中有9臺(tái)H2嚴(yán)重超標(biāo)，并伴有一定的CH4產(chǎn)生，變電站研究決定將這批互感器返廠檢查。

（2）返廠檢查情況。抽樣檢查情況：相關(guān)人員從全部返廠的互感器中挑選了1/3進(jìn)行了高壓試驗(yàn)，其中帶過(guò)電的占30%，未帶過(guò)電的占70%。在帶過(guò)電的互感器中，除1臺(tái)沒(méi)有H2，1臺(tái)H2為84ppm外，其余的H2均大于10000ppm。工作人員對(duì)不帶電的互感器全部做了局部放電試驗(yàn)和介損試驗(yàn)，所有抽查到的互感器介損全部合格。

工作人員對(duì)9臺(tái)H2嚴(yán)重超標(biāo)的互感器（10000ppm以上）進(jìn)行局部試驗(yàn)，當(dāng)加壓剛到30kV時(shí)，放電量就全部大于10000 ppm。又對(duì)其中2臺(tái)進(jìn)行了抽真空脫氣，其中的H2含量由原來(lái)的24619ppm/12798ppm降低到1890ppm/735ppm；當(dāng)加壓到72.5kV，局部放電量為5000～8000Pc。這說(shuō)明了倒置式電流互感器的局部放電量與內(nèi)部油中的氣體含量有關(guān)。

（3）解體情況?，F(xiàn)場(chǎng)共解體了5臺(tái)色譜嚴(yán)重超標(biāo)的互感器。其中3臺(tái)發(fā)現(xiàn)支桿頸部外絕緣層表面有黑色痕跡，經(jīng)鑒定，其為鑄鋁外殼的擦痕，母聯(lián)C相有同樣的黑色擦痕。進(jìn)一步解體發(fā)現(xiàn)4臺(tái)互感器二次引線管電容屏多層有裂紋，而且裂紋全部在同一側(cè)的同一個(gè)位置上。檢查二次繞組鐵芯，發(fā)現(xiàn)它們?nèi)渴褂眯鹿桎撈?，接頭較少，沒(méi)有過(guò)熱痕跡。

（4）原因分析。通過(guò)以上試驗(yàn)和對(duì)5臺(tái)產(chǎn)品的解體檢查可以確定，這批互感器出廠試驗(yàn)項(xiàng)目全面，指標(biāo)合格，現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)也全部合格，但帶電后部分互感器內(nèi)部開(kāi)始產(chǎn)生H2，說(shuō)明這部分產(chǎn)品內(nèi)部出現(xiàn)了一般試驗(yàn)無(wú)法檢測(cè)到的隱藏缺陷，這一點(diǎn)通過(guò)局部放電試驗(yàn)、介損試驗(yàn)以及色譜分析得以確認(rèn)。

油位普遍升高是由于廠房交貨時(shí)，按運(yùn)行單位要求往互感器內(nèi)部注油偏多，由于氣候變化，油位普遍升高屬于正常情況。

通過(guò)對(duì)異?；ジ衅鬟M(jìn)行高壓試驗(yàn)，5臺(tái)解體檢查可以確認(rèn)這批互感器產(chǎn)生H2、CH4升高的原因是二次引線管的電容屏裂紋產(chǎn)生低能放電。造成電容屏裂紋的主要原因是互感器受到了嚴(yán)重的搖擺或沖擊。產(chǎn)生互感器二次引線管屏裂的主要環(huán)節(jié)是運(yùn)輸和裝卸車(chē)。

電容屏產(chǎn)生裂紋的主要原因：GQ變電站為新建變電站，變電站外約700米的道路嚴(yán)重坑洼不平，倒置式電流互感器重心高，經(jīng)過(guò)這段道路時(shí)，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重?fù)u擺和顛簸，造成部分互感器二次引線管電容屏在中部發(fā)生局部裂紋。而當(dāng)互感器進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后，施工單位在卸車(chē)過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)施工地面不平，部分互感器發(fā)生了傾斜，造成了一定的機(jī)械損傷以致電容屏開(kāi)裂，其中3臺(tái)返廠更換了一次導(dǎo)桿，但沒(méi)有更換內(nèi)絕緣。

3.XF變電站倒置式電流互感器爆炸及異常原因分析

（1）故障經(jīng)過(guò)。2009年某日某時(shí)，XF變電站運(yùn)行人員聽(tīng)到戶外有爆炸聲，檢查發(fā)現(xiàn)場(chǎng)區(qū)一主一次B相電流互感器上部?jī)?chǔ)油柜爆炸開(kāi)裂。該互感器2008年4月出廠，當(dāng)年11月投入運(yùn)行。

（2）故障原因分析。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看，該電流互感器膨脹器已經(jīng)完全炸開(kāi)，儲(chǔ)油柜沿焊接面完全開(kāi)裂，上半部?jī)A斜，內(nèi)部二次線包被火大面積燒黑，二次包絕緣紙電容屏、等電位連線多處燒斷。工作人員通過(guò)檢查，斷定該互感器爆炸為內(nèi)部故障所致。二次繞組屏蔽罩外絕緣紙燒損，局部有散花炸開(kāi)狀，初步斷定為主絕緣擊穿故障。解體發(fā)現(xiàn)一次繞組導(dǎo)電桿對(duì)二次屏蔽罩放電（接地），放電電弧造成內(nèi)部絕緣油壓力突然升高，致使互感器頭部?jī)?chǔ)油柜炸開(kāi)，變壓器油與空氣接觸在短路電弧的作用下起火。

4.JJ變電站倒置式電流互感器爆炸及異常原因分析

（1）故障經(jīng)過(guò)。2008年某日某時(shí)，JJ變電站某某線A相電流互感器發(fā)生爆炸。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)電流互感器儲(chǔ)油柜炸開(kāi)，儲(chǔ)油柜上半部分連同膨脹器完全脫落，支持磁套中間部位炸碎。

（2）產(chǎn)生故障的原因。經(jīng)過(guò)專家和制造廠技術(shù)人員共同研究分析，認(rèn)為該互感器故障是因制造過(guò)程中，二次線圈屏蔽罩外包絕緣局部沒(méi)有達(dá)到工藝要求，毛刺、雜質(zhì)等使互感器在運(yùn)行中電場(chǎng)分布不均勻，產(chǎn)生局部放電最后主絕緣擊穿。

（3）色譜異常原因分析。事后公司組織對(duì)JJ變電站所有倒置式電流互感器取油樣化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)一些互感器中色譜出現(xiàn)異常或增長(zhǎng)較快，而且部分互感器總烴超過(guò)150ppm，其中主要成分為H2、甲烷、乙烯，其中2臺(tái)有少量乙炔。同時(shí)重新對(duì)所有互感器的交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了審查，發(fā)現(xiàn)大部分互感器介質(zhì)損失較交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)與出廠值有較大變化，最大增加77%。根據(jù)這種情況，公司對(duì)這些互感器進(jìn)行了更換和返廠修理。

另外廠家認(rèn)為H2升高的原因是互感器的金屬脫氧工藝沒(méi)有處理好，致使不銹鋼材與絕緣油發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生H2。所以對(duì)返廠產(chǎn)品全部更換了技術(shù)膨脹器。

介質(zhì)損失角增大是由于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件與制造廠試驗(yàn)室條件相差較大，如現(xiàn)場(chǎng)的空氣濕度、鹽密度、屏蔽及溫度等等，對(duì)介損值的影響較大。廠家對(duì)返廠互感器重新進(jìn)行的試驗(yàn)驗(yàn)證了這種說(shuō)法。

三、防止倒置式電流互感器出現(xiàn)異常問(wèn)題的注意事項(xiàng)

通過(guò)筆者對(duì)以上四起事例的分析，總結(jié)出防止倒置式電流互感器出現(xiàn)異常問(wèn)題的注意事項(xiàng)。

一是由于倒置式電流互感器結(jié)構(gòu)上頭重腳輕的特點(diǎn)，國(guó)家電網(wǎng)公司技術(shù)規(guī)范中有明確規(guī)定，要求倒置式電流互感器的運(yùn)輸過(guò)程中不能有嚴(yán)重震動(dòng)、顛簸和沖撞現(xiàn)象，并嚴(yán)格規(guī)定220千伏及以上倒置式電流互感器必須臥倒運(yùn)輸，并且要求加裝沖撞記錄儀進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)視。制造廠雖然都能做到臥倒運(yùn)輸，但很少有工廠能做到對(duì)運(yùn)輸?shù)缆诽崆膀?yàn)道并采取相應(yīng)措施的。一般新建變電所場(chǎng)區(qū)內(nèi)外路況都不好，極易造成倒置式電流互感器在這段路面發(fā)生損傷。

二是部分制造廠在裝配環(huán)節(jié)上還存在一定的問(wèn)題，如吊裝、浸油后靜放時(shí)間（長(zhǎng)）及出廠試驗(yàn)（不合格）等。

三是運(yùn)行單位要認(rèn)真審核交接試驗(yàn)和出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)。運(yùn)行單位在產(chǎn)品驗(yàn)收時(shí)，只將交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照判斷合格與否，而經(jīng)常忽視與出廠值進(jìn)行比較，因而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)部分新產(chǎn)品存在的問(wèn)題。

四是完善交接驗(yàn)收試驗(yàn)項(xiàng)目，如高電壓下的介質(zhì)損、局部放電試驗(yàn)等。

五是如果對(duì)倒置式電流互感器不取油樣，實(shí)際上就等于運(yùn)行單位解除了對(duì)互感器油色譜的監(jiān)視，一旦互感器內(nèi)部出現(xiàn)異常，則無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。建議運(yùn)行一個(gè)月后應(yīng)該取一次油樣進(jìn)行油色譜分析。

（責(zé)任編輯：宋秀麗）