110 k V干式电流互感器介损测试数据异常的排查分析

郭 垒

（福建水口发电集团有限公司，福建福州350004）

1 案例概述

2014年8月，福建水口发电集团嵩滩埔电站110 k V升压站按照设备检修周期进行全站停役检修。其中闽嵩线131开关CT按照《国家电网公司标准：输变电设备状态检修试验规程Q／GDW1168-2013》的要求，进行设备改造投运一年后的例行试验。在介损和电容量的试验中，发现该干式电流互感器的测试数据与之前交接试验数据相比，介损值有所减小，而电容量值均有较大增加，超过了5%的警示值。经过对异常数据的排查分析，得出了真实的试验数据，此次对110 k V干式电流互感器的日常维护检修增加了实际经验，更为干式电流互感器的长期稳定运行积累了详实的数据资料。

2 干式电流互感器

20世纪90年代中期，在干式高压穿墙套管技术的基础上，国内几家公司先后开发出110 k V电流互感器，它的主要结构是将干式高压穿墙套管弯曲成U形作为电流互感器的一次绕组，将二次绕组套装在U形的底部。经过多年的发展和对产品的不断改造，现在该产品的主绝缘由聚四氟乙烯薄膜外涂少量硅油缠绕而成，整体采用电容式结构，中间插入金属极板进行均压。与目前使用的油浸纸绝缘电流互感器和SF6电流互感器相比，干式电流互感器无油、无气泄漏，无现场环境污染、体积小、重量轻、便于安装、特别适合无人或者少人值守的变电站。

福建水口发电集团嵩滩埔电站110 k V闽嵩线131开关CT采用大连北方互感器集团有限公司生产的干式电流互感器，其参数型号如表1所示。

表1 闽嵩线131开关CT参数

3 电流互感器历次介损测试数据的比较

介质损耗是绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗，也叫介质损失，简称介损。介损的测量在电气设备的制造、绝缘材料电气性能的鉴定、绝缘试验等方面都是不可缺少的环节。它是判断绝缘情况的一个较灵敏的试验方法：电气设备的绝缘能力下降，直接反映为介质损耗因数的增大，进一步就可以分析出绝缘下降的原因。而在介损试验中，也能同步测试得出试品的电容量。电容量的明显变化，可以反映多个电容中的几个或者一个发生短路或者断路的情况。

表2为闽嵩线131开关CT历次介损测试数据的比较情况。

表2 闽嵩线131开关CT历次介损测试数据

根据《国家电网公司标准：输变电设备状态检修试验规程Q／GDW 1168-2013》：电流互感器的电容量与上次试验数据相比，不得超过5%（警示值）。可是三台全新的电流互感器，仅仅一年的运行时间，电容量的试验数据全部异常增长，这个测试数据能反映该电流互感器的真实运行状况吗?

为了确定该数据是否真实有效，在拆除了该电流互感器的引线、重新擦拭了电流互感器的硅橡胶伞裙、并经太阳暴晒2 h后，采用另外一台同型号的自动介损仪进行第二次测试，两台介损仪同步测试数据如表3所示。

表3 闽嵩线131开关CT介损测试之比较

两台仪器都是经过福建电力科学研究院检定合格的介损仪，在相同的测试条件下，测试结果中介损值接近，但是电容量数值却大相径庭，孰真孰假?考虑到闽嵩线131开关CT是目前水口电气高压班所接触到的第一台干式电流互感器，之前完全没有相关的数据积累，为此联系了该干式电流互感器的生产厂家。厂家回复：干式电流互感器在运行一段时间后，由于内部硅油的变化，确实可能出现电容量增加的情况。具体增加多少，由于各电厂设备运行环境不同，没有明确的数据参考。因此，对该数据的排查分析还只能靠维护人员自己摸索。

4 电流互感器测试数据排查分析

影响介质损耗测量数据的因素很多，主要有电流互感器的工艺结构、测试的方法、引线对地的夹角、周边环境电场的干扰，温度、湿度等，按照这些影响因素逐步排除，来寻找两台介损仪测试数据差异的原因。

4.1 干式电流互感器的构造

先来看看干式电流互感器的内部构造，闽嵩线131开关CT的外形见图1，而它的结构见图2。

图1 131开关CT外形

图2 131开关结构

从结构图可以看出，干式电流互感器实际上是将低压贯穿式电流互感器套在U形干式高压套管上，再通过箱体和机械紧固件互相组合在一起。该电流互感器的末屏端，或者叫地屏端，属于直接接地，无法拆除。

这种工艺结构使得介损数据无法采用正接法测试，只能采用反接法测试，受外界干扰影响较大。

4.2 两台介损仪器的测试接线比较

同样是采用反接法测试，两台介损仪的测试接线也有所不同，其中AI6000C型介损仪的测试接线见图3，HV9001型介损仪的测试接线见图4。

图3 AI6000C型介损仪的测试接线

图4 HV9001型介损仪的测试接线

从接线图可以看出，两种仪器的接线差别是AI6000C型在测试中加入了高压屏蔽，而HV9001型则是屏蔽端悬空。看来介损测试之所以出现较大的数据差别，关键之处就是没有将干式电流互感器外部的杂散电容完全屏蔽，从而造成了测试电容量数据超标。

4.3 测试环境干扰的排查

本次闽嵩线131开关CT投运一年后的例行试验，在停电过程中配合进行了110 k V主变防腐喷涂的施工，是全升压站停电。为了防止防腐涂料随空气流动沾染到其他高压电气设备，所有设备的外绝缘都包上了塑料薄膜，在试验之前几小时才进行拆除，具体见图5。

图5 110 k V主变防腐喷涂示意

全站停电，首先排除了电场干扰；其次又拆除了所有的外接引线，将设备尽可能恢复到了交接时的状态；测试时直接将仪器测试线接到了电流互感器的一次接线板上，再排除了引线和地面夹角的影响；最后擦拭硅橡胶伞裙后，又暴晒了2 h，最大限度地排除了温度和湿度的影响。看来，本次测试现场最大的外部干扰就是主变防腐进行喷涂的涂料了，尽管已经做了相关的防御措施，但是空气中还散布着肉眼无法看见的微小颗粒，电流互感器受外部环境影响过大，导致电流互感器的外部杂散电容过高。

为了验证这个猜想，依然使用了HV9001型介损仪，这次将B相电流互感器的伞裙进行屏蔽，再测试一次。最终测得B相电流互感器电容量值为590.1 p F，与交接时HV9001型介损仪测试的电容量581.2 p F相近，与AI6000C型介损仪现场测试的582.9 p F结果也相近，证实了这个猜想完全正确。

4.4 排查结论

HV9001型介损仪的反接法测试由于内部接线的设计，在周边环境清洁，天气晴朗的情况下测试，结果较为准确，但是在周边环境比较恶劣，存在较大干扰的情况下，它的抗干扰能力就没有AI6000C型介损仪强，测试的数据与设备的真实数据就会存在较大的误差。所以本次闽嵩线131开关CT的介损测试数据，最终以AI6000C型介损仪测试的数据为准。

5 后续问题

在之前的油浸纸绝缘电流互感器和SF6电流互感器进行介损测试时，两种介损仪的测试结果都比较接近，为什么在干式电流互感器上就会有较大的差别?

油浸纸绝缘电流互感器采用的是末屏端子引出，所以采用正接法进行测试，比起反接法，不容易受到外界环境的干扰，准确度较高。SF6电流互感器内部密闭着SF6气体，本身电容量较小，虽然容易受到外界环境的干扰，但是由于末屏端子不是永久接地，一样也可以按照正接法进行测试，更何况福建电力公司早在《输变电设备状态检修试验规程Q／FJG10093-2008》中就取消了SF6电流互感器的介损试验。而只有干式电流互感器，由于它的末屏端子属于永久接地状态，只能采用反接法进行测试，受外部环境影响较大，所以相对的误差才会比较明显。

6 结束语

干式电流互感器是新出现的产品，对它的运行状况还要不断加深了解。这次针对该干式电流互感器的介损试验，由于面对复杂环境的干扰，出现了电容量超过警示值，可是介损值却正常的现象。假设测试出来的电容量数据有所增大，但是却没有超过警示值，那么这个数据就非常具有欺骗性，所以例行试验应该尽量选择在晴天或者干燥的时候进行，试验中一定要尽量排除外部环境的干扰，对测试数据加强分析验证，才能对电气设备的稳定运行积累更详实准确的技术资料。

［1］ Q／GDW1168-2013.国家电网公司企业标准：输变电设备状态检修试验规程［S］.2013.