500kV电流互感器的故障分析与防范措施

2014-01-15徐崇原

山东工业技术 2014年20期

徐崇原

（国家电网江西省电力公司检修分公司,南昌 330000）

气体绝缘电流互感器相对于以往的油浸式而言，在防爆、绝缘性能、维护使用和运输安装方面均有显著优势，因此被广泛运用于500kv的系统中。近年来，由于电流互感器内部绝缘击穿导致了接地短路，国内已经出现了多起500 kV的电流互感器事故，威胁到了国家电网的正常运行。为更好的保证国家电网的安全、有效、正常的运行，越来越多的人开始关注500 kV电流互感器的安全运行问题。

1 500kV电流互感器的常见故障与故障分析

电流互感器被广泛运用于电网运行之中，具有运行维护少、结构简单、防爆性能强等优点。目前电网中较常运用的500 kV电流互感器型号分别为SAS550型和TAG550型，但由于电流互感器质量控制、制作工艺和产品设计方面的制约性，导致近年来电流互感器出现较为频繁的事故，威胁到了国家电网的正常运行。故分析和研究500kv电流互感器在运行过程中常见的故障是避免电网事故的关键措施。

1.1 支撑件缺陷

500kv电流互感器是通过绝缘支撑件实现二次绕组屏蔽罩与高电压之间的隔离，而制成件松脱、支撑件不清洁和支撑件气泡裂缝都是造成支撑件缺陷的主要因素。例如，500 kV电流互感器的TAG550型非常容易出现绝缘击穿事故，为更好的分析和研究500 kV电流互感器的TAG550型在制作工艺和设计方面的缺点，对更换下来的500 kV电流互感器的TAG550型进行试验，分别通过冲击试验和交流耐压试验对2台电流互感器进行闪络放点。经过破坏性试验可知，电容屏顶部绝缘支撑件在试验中出现沿面放电。通过对电流互感器放电的原因进行分析可知：（1）500 kV电流互感器的TAG550型电容屏端部的绝缘材料为经车床一遍遍压制缠绕而成的聚丙烯，电容屏端部较为粗糙，导致电场强度不均的现象出现。（2）电容屏端部绝缘强度较弱，其支撑件绝缘爬距为1.9cm，而电流互感器额定冲击电压为1675 kV。

1.2 电容屏缺陷

现阶段南方地区的电网采用的500 kV电流互感器均为气体绝缘电流互感器，其主绝缘结构为电容锥型。造成电容屏缺陷的主要原因是制造工艺不佳、设计不合理、机械强度不够。在此以500 kV电流互感器SAS550型为例，由于南方地区受雷电影响，某地区的500 kV变电站500 kV线路出现了C相接地故障，经检测得知C相绝缘为0，且B,C相电流互感器内的二氧化硫气体体积＞100μL/L，经研究分析可知，500 kV电流互感器SAS550型机器的电容屏上端有3根镀锡铜带，每根宽20mm，全部均匀分布在电容屏上端。由于铝筒外表面与镀锡铜带紧密贴合，镀锡铜带在与CT顶部高电压连接的同时导致镀锡铜带的圆弧过渡，故每个电容屏端部都存在开口的 8铝环一个。 8铝环与镀锡铜带之间并没有紧密贴合，容易造成悬浮电位，在雷电波冲击的情况下可能导致部分区域电晕放点，进而发生击穿闪络。

1.3 屏蔽罩缺陷

500 kV电流互感器的屏蔽罩包括二次绕组，铆钉松动、屏蔽罩破裂、屏蔽罩铆钉破裂都是造成屏蔽罩缺陷的主要因素，而屏蔽罩缺陷则可造成电场畸变，导致一次绕组击穿屏蔽罩，铆钉松动和脱落也可导致一次导电杆击穿屏蔽罩。上文以500 kV电流互感器TAG550型为例进行破坏性试验表明，互感器在解体后出现屏蔽罩铆钉脱落的现象，且周围存在放电痕迹。虽然铆钉周围的轻微放电并不是导致电流互感器放电的主要原因，但作为电流互感器中的一部分，铆钉脱落现象是一个潜在威胁。

2 500kV电流互感器的防范措施

2.1 加强设备改造工作

可在铝屏蔽电极筒壁增加凹槽（5条），以便更好的收紧整个电流互感器的装配，增加部件之间的接触面。在原有生产工艺的基础上细化电极和电容屏的装配技术，确保整个生产质量符合实际运用要求。更改屏蔽罩和引线管的设计图纸，将O型密封圈的实际直径增加，进而协调好屏蔽筒和引线管之间的公差，减少屏蔽观和导线管之间的间隙，避免在运输过程中二者发生低频振动，避免铜带受力而发生断裂。

2.2 提高CT的运输管理

运输问题是导致500kV电流互感器发生形变的主要原因，若运输不当则极容易造成设备器件出现松动、损坏和变形，对设备绝缘水平造成不利影响，不利于设备器件的正常运行。因此，在运输500kV电流互感器时务必提高其抗震能力，加强对其的防护措施。同时加强CT的运输管理，要求运输车辆在行进冲击加速度≤3g，其他方向则≤5g。所有运输车辆需转载三维电子冲撞记录仪，以帮助相关部分全程记录车辆振动情况。