充油电流互感器常见故障及处理

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摘要：对常用的正立式充油电流互感器在试验和巡视中各自可能发现的缺陷进行总结，对缺陷类型和部位进行了梳理，提出一些常见缺陷的处理方式，总结出现场充油互感器油中氢气脱氢的处理方法。

关键词：电流互感器　故障　处理

0　引言

正立式充油电流互感器是电力系统中运行数量较多的一种电气设备，常用的一半分为链式绝缘结构和电容型绝缘结构，两种结构互感器在缺陷的产生及显现上都有很多相通之处，总结其缺陷的类型及处理经验，对提高设备的维护水平有一定的帮助作用。

互感器缺陷主要由电气试验和巡视中发现，当发现互感器存在缺陷时，通常首先要对缺陷做出缺陷性质和发生部位方面的判断、归类，然后做进一步的故障定性、定位和严重程度以及发展趋势的诊断，最后确定故障处理方案。

1　试验发现的缺陷及处理

1.1　局部放电超过规定值

局部放电的发展与设备的运行状况及局部放电的种类、其产生放电的位置和设备绝缘结构等多种因素有关，因此，一个绝缘系统寿命与放电量的关系分散性很大，局部放电超过规定值也不是设备必须退出运行的必要条件。总的来讲，对一个绝缘系统来说是局部放电越小越好，现行标准规定局部放电量水平主要是考虑了现行普通工艺条件下，其保证设备正常运行条件下的使用寿命。对于新投设备，局部放电量应不超过规定值，超过了也不能说就不能运行。一般情况下可掌握：超过规定值1倍的放电量对设备的影响很小；超过1倍以上4倍以下时需分析原因及监视运行；超过10倍或以上的，则设备就可能存在严重的隐形故障，一般都会在两个月或两年之间暴露出来。

油浸式电流互感器局部放电缺陷一般现场无法处理，最终要返厂进行处理。树脂浇注型互感器局部放电超过规定值很多时，需要更换处理。

局部放电量大的主要原因有注油工艺不良（如注油后静置时间短等）使器身存在气泡或气隙、制造过程中出现电容屏有较大裂缝或断裂方面的损坏、一次绕组与零屏连接片压接不良等。

1.2　绝缘电阻降低或介质损耗因数tanδ增大

出现上述情况时，一般是绝缘受潮所致。一般电容量也伴随异常，油色谱分析氢气增高。

对于电容型电流互感器，还要通过介质损耗因数正接线和反接线对比的试验方法判断出是本体受潮还是绝缘油受潮，以便对症处理。

如果仅仅是绝缘油受潮，现场更换绝缘油处理；本体受潮需要退运进行干燥处理，但对于电容型电流互感器，由于现场干燥工艺与制造厂相比达不到应有的条件，加之成本较大，因此一般也要返厂处理。

1.3　主绝缘和末屏电容量变化

当电流互感器的电容型绝缘的屏间电容击穿或严重受潮时，可出现主绝缘电容量增大的现象，但出现这类故障的概率极低。

当电流互感器出现一次接触不良或末屏接地不良，在接触面形成微小油隙时，相当于出现一个电容串接于主绝缘电容回路或末屏对地电容回路，此时可出现电容量偏小的现象。主绝缘出现电容量减小时可以测量一次绕组电阻进行验证性试验，末屏电容量减小确认末屏接地不良后，一般需要吊芯检查。

1.4　油色谱分析过热

电流互感器过热故障多为接触不良性过热，绝大多数发生在互感器上部的换流片和储油柜内部引线连接端子处，可以用红外测温进行验证性试验。红外测温也可以发现过热性故障，反过来用油色谱分析进行验证。

处理时，首先要将金属膨胀器中的油放出，当放不出油后，打开膨胀器上端的气塞，再放油估计将端子处从油中露出，拆除膨胀器，逐个检查和处理紧固螺栓和各导电接触面。

1.5　氢气增高

以氢气为主的故障气体有时单一增长，并无其他气体伴生，但以氢气为主的故障表现对运行设备的危害程度却有着很大的差别。主要原因有以下三个方面：

①局部放电。当设备存在低能量的局部放电时，因这种放电不涉及固体绝缘材料，主要产生氢气，甲烷也少量伴随上升。

②受潮。如果设备受潮，水分在电场的作用下电解产生氢气，另外，水与铁的化学反应也会产生大量的氢气。

③非故障脱氢反应。变压器油在炼制馏分的过程中，不可避免地会残留一些轻质馏分，其中包括环已烷，环已烷在一定的条件下会发生脱氢反应，产生氢气和苯。金属膨胀器主要是不锈钢合金制成，合金中的镍是一种典型的脱氢催化剂，环已烷在热、电和催化作用下，发生脱氢反应，产生氢气，这成为使用金属膨胀器互感器中并不鲜见的现象。

2　巡视发现的缺陷及处理

2.1　渗漏油

渗漏油不仅会带来环境污染，还会影响设备的安全运行。电流互感器渗漏比较严重的地方是二次端子板，尤其使用瓷套管式的端子出线，处理时最好能更换有防渗漏措施的绝缘板式的端子板或使用浇铸一体式的二次端子接线板。互感器的一次连接端子处也是渗漏多发处，由于端子受引线拉伸，运行中的引线摆动等使胶垫损坏，处理时尽量将平面密封的端子板更换为有密封垫槽的端子板，可以在密封面加密封胶，并调整引线的松弛度。

2.2　油面异常

电流互感器进行油色谱分析检验时，需要采油样，互感器内的油面就会逐渐下降，如果夏天油面指示在中下部时，冬天油面指示就可能为零，但由于膨胀器的位置较高，在多数情况下，即使油面指示为零后其器身和引线部分仍在油中，不一定非要立即补油，可以根据计划安排补油。补油油面不可过高，否则夏天膨胀器的膨胀拉伸过长会损坏波纹片。

2.3　运行时声响异常

①电流互感器运行时由于铁芯中的磁通很小，所以应当是无声的，如果出现异常的交流“嗡嗡”声，则大多是其二次回路出现高阻抗或二次开路，使铁芯饱和而产生异常声响，此时应重点检查二次回路连接部分的接触情况。由于电流互感器二次开路会产生很高的电压，所以要特别注意必须在停电的条件下才能进行二次回路的检查工作，以免发生人身危险。

②电流互感器运行时出现一些电晕声是正常的，但对于两种电流互感器如果“嗞嗞”的电晕声异常过大，就表明存在缺陷。一种是充油电流互感器瓷打孔出线结构的，互感器顶端的金属膨胀器与引线端子之间的等位线连接不良或开断后，膨胀器处于悬浮电位而使电晕声增大；另一种是10kV母线型电流互感器，其内腔覆有等电位屏蔽层，如果等电位线开断或没有连接，或购置了没有屏蔽层的设备，就会产生较大的电晕噪声。

3　机械方面的缺陷

主绝缘末屏常接于设备外壳，再通过设备外壳接地，如果设备外壳接地不良，即会造成末屏接地不良，从而引发绝缘事故。

4　充油互感器油现场脱气工艺

氢气增高如果是属于非故障脱氢反应，可以现场进行脱气处理。

打开互感器顶部膨胀器的外罩，按照图1所示连接管路，将互感器内的油放出一些，使上部留有一定空间，一般油面距端面高度为20厘米左右，如果直接将真空泵接到互感器顶部，可以避免抽真空时将油抽到真空泵里。

连接完毕后，首先开动真空泵，然后慢慢打开氮气罐减压阀门，使氮气由互感器底部充入，使氮气在油中充分搅拌。此时在互感器下油箱可听到类似水开后的“咕噜”声，油中所含气体在氮气的搅拌下随氮气一同被真空泵抽出。这个抽空时间大约需要15分钟至30分钟，如果油中所含气体较大，可适当延长时间。

关闭氮气后，一般还需要继续抽真空30分钟。

表1为一台110kV油浸电容式电流互感器故障处理前后现场脱气30分钟后的油色谱检测气体含量浓度数据，从表中数据可见，其脱气的效果比较理想，并且方法简单。

将氮气由互感器底部注入，作用只是引起互感器内的油扰动，提高脱气效率，缩短抽空时间，如果现场没有氮气，则需要抽真空3-5小时，应急的做法是使用干燥空气，但不提倡。注意使用的氮气必须纯净，否则可能会引起油中因氮气中所含其他杂质气体组分的升高。

5　结束语

充油电流互感器缺陷也不外乎过热、放电、绝缘、机械等类型，内部缺陷通过电气试验、油色谱分析和红外检测相结合的试验手段，结合设备巡视由外部发现的设备不正常运行现象，如渗漏、缺油、异常声光等，可以将四种缺陷类型基本纳入其中，把握好设备缺陷及时检出和及时处理，就是保证电气设备安全运行的最有效的手段之一。