高自偉，朱學成，瞿舜克，張 健

（1.黑龍江省電力科學研究院，哈爾濱 150036；2.黑龍江省電力有限公司，哈爾濱 150090）

為切實保證黑龍江省電網(wǎng)倒置式電流互感器運行情況良好，開展了66kV 及以上電壓等級的倒置式電流互感器普查工作。截至2012年12月，黑龍江省電力有限公司在運66kV 至500kV 倒置式電流互感器1 108臺，其中500kV 0臺，220kV 292臺，110kV 546臺，66kV 270臺；共發(fā)現(xiàn)37臺倒置式電流互感器異常，其中500kV 電流互感器0臺，220kV 電 流 互 感 器2 臺，110kV 電 流 互 感 器29臺，66kV 電流互感器6臺。由于這些異常倒置式電流互感器油中溶解氣體色譜數(shù)據(jù)規(guī)律相似，都是氫氣及總烴超標，所以在此僅列出一臺異常倒置式電流互感器進行試驗分析。

1 試驗情況

該倒置式電流互感器型號為LVB－110W3，2010年1月出廠，2010年10月投運。對該倒置式電流互感器做了油中溶解氣體色譜試驗，數(shù)據(jù)見表1。

Q/GDW 1168—2013《輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》（國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準）中規(guī)定，氫氣和總烴的體積比不超過150μL/L 和100μL/L，由表1可知，該臺倒置式電流互感器油中溶解氣體相關(guān)體積比（氫氣、總烴）遠遠超過這個值。

該臺倒置式電流互感器絕緣試驗數(shù)據(jù)見表2。

Q/GDW 1168—2013 規(guī)定，電流互感器tanδ不超過0.8%，從表2可知，該臺互感器試驗結(jié)果均符合規(guī)定，且與歷次試驗數(shù)據(jù)相比基本無變化。

表1 油中溶解氣體色譜數(shù)據(jù) μL/L

表2 電流互感器絕緣試驗數(shù)據(jù)

Q/GDW 1168—2013規(guī)定，絕緣油微水質(zhì)量濃度不超過35mg/L，tanδ不超過4%，擊穿電壓高于35kV，而該臺倒置式電流互感器絕緣油試驗中，在環(huán)境溫度為21 ℃，濕度30%時，微水質(zhì)量濃度為11.0 mg/L，tanδ為0.029%，擊穿電壓為56.4 kV，各項指標符合相關(guān)規(guī)定。

2 故障特點及分析

倒置式電流互感器故障主要有3個特點：油中溶解氣體色譜分析數(shù)據(jù)異常的一般是氫氣和總烴含量超標；通過普查，部分生產(chǎn)倒置式電流互感器的廠家故障率較高；絕緣電阻、tanδ及絕緣油微水等試驗數(shù)據(jù)符合Q/GDW 168—2008中的相關(guān)規(guī)定，但局部放電測量數(shù)據(jù)高于Q/GDW 168—2008中的相關(guān)規(guī)定。根據(jù)實際情況，結(jié)合部分異常電流互感器試驗情況，氫氣及乙炔含量超標分析如下。

a.環(huán)己烷脫氫反應［1－2］。環(huán)己烷是變壓器油的成分之一。在設備投運初期，油中有較多的環(huán)己烷，沒有或只有少量的氫，在電場和鎳的催化作用下，這時的脫氫反應速度大于加氫反應速度，氫濃度增高。經(jīng)較長時間的運行后，正逆反應的速度逐漸接近，最后達到了平衡，此時油中氫氣濃度升至最大值。

b.制造工藝。倒置式電流互感器為金屬膨脹器密封，新的不銹鋼材料和金屬膨脹器可能在加工過程和焊接過程中吸附氫氣，如在設備組裝時清除氫氣不徹底，就會將其帶入互感器油中。投入運行后，在油浸泡和電場作用下氫氣就會慢慢釋放出來。此外，電流互感器底箱及儲油框內(nèi)壁涂刷的絕緣漆干燥程度影響油中氫氣含量。

c.材質(zhì)原因。倒置式電流互感器二次線圈絕緣、鋁屏蔽罩殼材質(zhì)、鋁桿及其絕緣材料等對產(chǎn)氣有重要影響，生產(chǎn)廠家應加強材質(zhì)管控。

d.組裝環(huán)境。倒立式電流互感器二次線圈繞制、鋁桿絕緣繞制等工藝對環(huán)境要求高，需要保證恒溫，濕度不宜過高，組裝環(huán)境直接影響電流互感器指標控制。

e.氣泡放電。油中氣泡在強電場的作用下會產(chǎn)生局部放電，其特征氣體氫氣成分最多，其次是甲烷，伴隨產(chǎn)生乙炔。

對于氫氣含量超標情況的這種家族性缺陷，故障類型大多屬于非電氣故障產(chǎn)氫。由于油紙絕緣之間氫氣增加，致使絕緣強度下降，局部放電強度增加；局部放電將加速絕緣紙之間產(chǎn)氫速率，形成惡性循環(huán)，最后導致設備燒損。

3 處理措施及建議

對油中出現(xiàn)的單純氫氣超標而水分含量又在合格范圍內(nèi)的異常倒置式電流互感器，可進行一段時間的跟蹤試驗。跟蹤試驗項目應為色譜分析和微水分析；換油處理方法簡單，但費用較高，而且換油仍不能預計氫濃度升高的期限；利用設備停電檢修期間，從電流互感器上部裝上專用脫氣放油閥，接真空加油脫氣機，用真空泵抽真空，真空脫氣后需要保證倒置式電流互感器微正壓；異常電流互感器現(xiàn)場不能處理時，需要返廠維修。綜合以上情況，提出建議如下。

a.加強生產(chǎn)工藝流程控制。由于倒置式電流互感器生產(chǎn)工藝流程復雜，材質(zhì)選擇不當都將導致互感器油中溶解氣體含量超標，影響往往是同批次、同型號電流互感器故障率，生產(chǎn)廠家需要加強在生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的控制，用戶加強監(jiān)造力度和出廠試驗見證，從源頭上盡量杜絕此類故障的發(fā)生。

b.電流互感器設備合理選型。倒置式電流互感器優(yōu)點是提高了動熱穩(wěn)定性，但抗震能力及運輸?shù)葐栴}突出。倒置式電流互感器工藝復雜，內(nèi)控指標要求嚴格，某些生產(chǎn)廠家工藝控制不嚴格，易導致氫氣含量超標；同時絕緣油量少，運行環(huán)境溫度低，導致油位變化顯著，易導致氣泡放電，破壞主絕緣。鑒于黑龍江省電網(wǎng)實際，建議優(yōu)先選擇正立式電流互感器。

c.開展倒置式電流互感器隱患排查工作。針對同批次、同型號的開展隱患排查工作，早發(fā)現(xiàn)、早治理；同時，對排查過程中發(fā)現(xiàn)的異常，宜根據(jù)實際情況采取相關(guān)積極有效措施。

［1］ 傅鐘.電流互感器油中氫濃度單項偏高的原因及處理［J］.湖南電力，2005，（5）：50－53.

［2］ 丁峰，劉炯明，許紅軍.電流互感器油中氫氣含量超標分析和處理［J］.電氣工程，2009，（6）：49－51.