LCWB6—110W2型电流互感器膨胀器异常顶起原因分析

彭延涛 李继东 李鹏

摘要：对电流互感器金属膨胀器顶起这一异常现象通过现场试验数据及设备解体进行了故障原因研究，并制定后续检修策略，保证了变电设备安全运行和可靠供电。

关键词：金属膨胀器  故障电流互感器试验数据分析  故障电流互感器解体原因分析  检修策略

2014年8月25日检修人员在巡检时，发现110kV昌黎变电站111A相电流互感器运行中金属膨胀器动作，金属膨胀器顶起约150mm，已将金属膨胀器外罩上盖顶坏，判断电流互感器内部压力过高，存在内部故障。取油样做色谱分析，分析结果A、C两相内部存在过熱性故障，随即对三相电流互感器进行了更换。该电流互感器为保定天威互感器厂2005年3月生产，2005年7月投入运行，型式为LCWB6-110W2，油纸电容型绝缘结构，设计动稳定电流125kA，热稳定电流50kA。

1 金属膨胀器相关介绍

金属膨胀器是安装在电流互感器或电压互感器上配套使用的一种容积补偿组件，用以补偿变压器油因温度变化而发生的体积变化，在互感器正常运行时能保持其内部压力基本不变，并使互感器能成为全密封产品。由于互感器内的变压器油完全与大气隔绝，所以能长期保持变压器油的绝缘程度，不会受潮和氧化，因此是一种保证互感器正常运行的理想组件。目前国网冀北电力有限公司秦皇岛供电公司广泛使用的是金属波纹式膨胀器。该型膨胀器由一定数量的膨胀节串联焊接而成，具有油位显示直观，压力反映灵敏等优点。

2 故障电流互感器试验数据分析

2.1 油色谱试验

变压器油主要由烷烃、环烷烃和芳香烃组成，其中烷烃的热稳定性最差。这些有机物在高温下会发生裂化。在裂化过程中，主要是由大分子烷烃转变成小分子烷烃、不饱和烃及氢。由于当设备内部存在故障引起过热或高温而发生裂化反应时，与不同的故障温度相对应，必然会伴随一些气态烃的产生，如甲烷、乙烷、乙炔等。如果只有氢气超标，说明互感器铁芯或线圈受潮或油质不合格。但111电流互感器油样A相氢气及总烃严重超标，并有1.5ul/l乙炔含量、C相氢气及总烃严重超标、B相氢气有所增长，其他含量基本正常，表明设备内部存在故障引起过热。具体数据如下：

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A相历年色谱分析数据见下表：

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B相历年色谱分析数据见下表：

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C相历年色谱分析数据见下表：

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2.2 直流电阻试验

测量电流互感器直流电阻的目的是检查其一次、二次绕组的质量及回路的完整性，以发现各种原因所造成的导线断裂、接头开焊、接触不良、匝间短路等缺陷。

昌黎111电流互感器一次绕组直流电阻历年试验数据

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2.3 绝缘电阻试验

绝缘电阻值的大小常能灵敏地反映绝缘状况，能有效发现绝缘整体受潮、老化以及绝缘击穿等贯通性缺陷。

昌黎111电流互感器绝缘电阻历年试验数据

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2.4 介损及电容量试验

介损试验能有效发现绝缘受潮、劣化以及套管绝缘损坏等缺陷;测量电容型电流互感器末屏对地的tanδ主要是检查电流互感器底部和电容芯子表面的绝缘状况。

昌黎111电流互感器介损及电容量历年试验数据

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2.5 红外测温

110kV昌黎变电站111电流互感器红外测温周期为每周一次，故障前一周期检测未发现设备温度异常状况。

3 故障电流互感器解体原因分析

2014年9月8日，会同制造厂在变电检修室对该组CT进行了解体检查，9月16日，在保定天威互感器厂，在厂内选取一只2006年5月产未运行过的互感器进行解体分析，经过对四台互感器的解体检查缺陷原因如下：

①解体4只互感器中2只发现一次连接螺母或背母存在松动问题。说明组装工艺还存在一定问题，缩紧螺母没有起到作用。存在螺母松动现象的互感器中，昌黎111A相互感器色谱异常，B相色谱未见异常。C相互感器一次连接未见松动，但油中氢含量严重超标，甲烷增量很大，说明内部还可能有其它隐患。

②A相互感器从零屏到第一主屏端屏处绝缘纸中出现的粘性物质，分析为绝缘材料绕制中涂刷了过量粘合胶，胶体和油发生作用产生的物质，该物质导致了局部放电量增大。

③4只互感器中铝箔带出现发黄和搭接处粘连现象，是铝箔中的潮气在真空干燥处理中产生的氧化物质，非电场作用所致。

④C相互感器油色谱氢含量超标是由于变压器油中有游离气体，且游离气体聚集在特定位置时，局部放电存在，放电时（脉冲式局部放电）变压器油分解的气体主要是氢气和少量甲烷。

⑤A、C相互感器解体检查没有发现明显的突发放电故障，说明故障是稳步发展的，经过一段时间的累积在CT内部产生了较大压力。

4 检修策略

针对保定天威互感器厂电流互感器出现的产品质量问题，结合该公司目前设备运行情况制定检修策略如下：

①对天威保变互感器有限公司2005-2006年产品加强监视，缩短油色谱检测周期，交接带负荷半年内及出现大负荷后进行一次绝缘油色谱分析，带负荷24小时后一个周内及在大负荷间进行红外精密测温。

②在电流互感器交接试验中增加一次直流电阻测试，测试结果不得大于出厂值10%。

③在该厂同批次CT上装设绝缘在线监测装置。

④经过与制造厂沟通，今后制造厂可以免费对发生故障的CT进行更换或维修。

参考文献：

[1]电力设备交接和检修后试验规程[M].国网冀北电力有限公司，2013年12月.

[2]电力设备带电检测技术规范[M].国网冀北电力有限公司，2012，

10.

[3]杨天军.变压器故障原因分析[J].黑龙江科技信息，2009（14）.