一起电容式电压互感器缺陷分析

2015-02-06国网保定供电公司王立兵齐红斌赵京生

电子世界 2015年18期

关键词：电容量电容式因数

国网保定供电公司杨彬刘山王立兵刘涛齐红斌赵京生

一起电容式电压互感器缺陷分析

国网保定供电公司杨彬刘山王立兵刘涛齐红斌赵京生

本文对一起电容式电压互感器缺陷进行了分析。结合设备历年停电试验数据，重点分析该电容式电压互感器缺陷形成的原因，对缺陷设备进行了解体检查。最后提出了几点建议措施，为试验人员提供此类缺陷判断的参考依据。

电容式电压互感器；缺陷；电容量；措施

引言

电容式电压互感器（Capacitor Voltage Transformers，简称CVT）作为一种电压变换装置应用于电力系统，主要用作供电侧量仪表、继电保护装置或者控制装置的电压信号取样设备，它接于高压设备与地之间，将系统电压转换成二次电压[1-3]。电容式电压互感器由电容分压器、电磁单元（包括中间变压器和电抗器）和接线端子盒组成，110kV电容式电压互感器如图1所示。

图1 电容式电压互感器外观图及原理接线图

通过电气试验，可以及时发现电容式电压互感器的绝缘缺陷，对于确保电网和设备安全意义重大。尤其介质损耗因数及电容量的测量，是电容式电压互感器绝缘预防性试验中的重要项目之一[4]，它是一项灵敏度很高的试验项目，能有效地检查设备绝缘受潮、油脂劣化以及严重的局部缺陷等[5]。

1 缺陷情况

2013年07月13日，天气晴，湿度65%，温度30℃。我班组在110kV某变电站停电例行试验工作中发现，110kV5号母线B相电容式电压互感器上节C1电容量严重超标，初步判断该相电容式电压互感器存在缺陷。

设备信息：

型号： TYD110/√3-0.02H 额定电压： 110/√3绝缘介质：油浸式额定变比： 110/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1产品代号： GB/T4703 出厂编号： 05-2518出厂日期： 2005年8月投运日期： 2005年12月11日

2 检查试验情况

110kV5号母线电容式电压互感器历次停电试验数据如下所示：

试验日期 2 0 0 5 . 1 0 . 2 9（交接）2 0 0 8 . 3 . 2 0（例行）2 0 1 3 . 7 . 1 3（例行）A C 1 介质损耗因数 0 . 0 0 0 6 8 0 . 0 0 0 4 9 0 . 0 0 0 8 2电容量（p F） 2 9 7 2 0 2 9 5 8 0 2 9 6 4 0 C 2 介质损耗因数 0 . 0 0 0 7 8 0 . 0 0 0 4 7 0 . 0 0 0 8 4电容量（p F） 6 4 9 2 0 6 4 6 3 0 6 4 7 2 0 B C 1 介质损耗因数 0 . 0 0 0 6 1 0 . 0 0 0 4 1 0 . 0 0 0 6 6电容量（p F） 2 9 6 5 0 2 9 5 5 0 3 1 2 5 0 C 2 介质损耗因数 0 . 0 0 0 7 4 0 . 0 0 0 4 4 0 . 0 0 0 6 6电容量（p F） 6 4 1 3 0 6 3 9 4 0 6 4 0 6 0 C C 1 介质损耗因数 0 . 0 0 0 6 8 0 . 0 0 0 4 5 0 . 0 0 0 0 7 3电容量（p F） 2 9 6 4 0 2 9 5 1 0 2 9 6 5 0 C 2 介质损耗因数 0 . 0 0 0 8 0 . 0 0 0 4 9 0 . 0 0 0 5 8电容量（p F） 6 3 9 2 0 6 3 6 3 0 6 3 9 0 0

3 缺陷原因分析

根据以上停电试验数据分析：根据《河北省电力公司输变电设备状态检修试验规程》规定[6]，10kV下的tanδ值不大于0.002，每节电容量初值差不超过±2%（警示值）（状态量达到该数值时，设备已经存在缺陷并有可能发展为故障）。对比B相电容式电压互感器的上节C1三年的介损及电容量试验数据，2008年例行试验数据与2005年交接试验数据无明显变化，但2013年C1电容量增长到了31250pF，相比2008年数据增长5.75%，超出了规程规定的2%，说明该设备已经存在缺陷，并很有可能发展为故障。

电容式电压互感器分压电容器电容量增加的原因一般有：内部受潮、部分电容被击穿或者通过其它方式短路等。由于试验结果显示，该电容式电压互感器的C1电容介损值正常，可能内部存在部分电容被击穿或者通过其他方式被短路的缺陷。一旦发生此类缺陷后，剩余的完好电容层将承受比正常运行时更高的工作电压，易造成恶性连锁反应，从而加速整支电容器的击穿损坏。

该电容式电压互感器投运至今运行不足8年，根据上述试验数据分析，初步怀疑该电容式电压互感器由于电容单元制作工艺不良，存在局部绝缘薄弱点，导致在运行过程中C1部分电容层被击穿短路。由于电容单元电容层是串联结构，当部分电容被短路后，整体电容量呈现增大趋势，从而导致停电试验测得的电容量呈现明显增长。

4 解体检查

图2 110kV5号母线B相电容式电压互感器电容单元

图3 电容单元C1第22饼图4 电容单元C1烧蚀痕迹（外观）第22饼烧蚀孔洞

图5 电容单元C1第25饼图6 展开状态（左为电容单元烧蚀痕迹（外观） C1第25饼，右为第22饼）

为了进一步探究该电容式电压互感器的具体缺陷原因，2013年8月2日，检修人员对设备进行了解体检查。经检查发现：该设备电容单元C1由80个电容饼串联组成，下节电容C2由37个电容饼串联组成，如图2所示，额定电压下每个电容饼平均分压0.543kV。第25个电容饼均有明显的击穿痕迹，其余部分正常，验证了前面试验数据得出的结论。进一步剥开电容饼，可见电容单元C1第22饼击穿了7层电容屏，而第25饼击穿了10层电容屏，击穿处有明显的烧蚀孔洞，孔洞四周有大量碳化物质（即绝缘纸、绝缘油高温下发生化学变化产物），具体情况如图3、4、5、6所示。

根据现场解体情况分析，进一步验证了前文结合试验数据结果的判断，确定该电容式电压互感器由于C1电容制作工艺不良，存在局部绝缘薄弱点，导致运行中部分电容层被击穿短路，从而造成电容量明显增长。