倒立式电流互感器现场试验

1、220kV倒立式电流互感器现场试验 摘 要：通过对220kV倒立式电流互感器出厂试验和现场试验的电容量及介质损失角的对比，发现现场试验电容量增大的原因是因为测量的部位和试验电桥接线方式不同。设备场地内测量高电压介质损失角增大的原因是外电场干扰所致，要想测量高电压介损，必须远离干扰源。定期试验时，测量一次绕组对整体的介质损失角和电容量时，电流互感器一次引流线不拆除的测量数据应综合判断分析。关键词：倒立式电流互感器；高压介损；定期试验1 前言 近年来，变电站安装倒立式电流互感器越来越多，仅长春供电公司所属220kV倒立式电流互感器已有78只，占所有220kV电流互感器的27.1%，倒立式电流互感器

2、除了它本身的诸多优点之外，还因其特殊结构，使其在现场试验过程中受外电场干扰比较严重。一旦倒立式电流互感器处在强电场下，受外电场的干扰，所测量的高电压介质损失角就不能反映设备的真实值。在定期试验中，为了保证所测量一次绕组对整体的介质损失角和电容量与出厂值可以进行对比，电流互感器一次引流线必须拆除，这给检修人员带来一定困难。为此，本文结合现场实际工作经验对倒立式电流互感器试验中存在的问题加以论述并对几种可行的解决办法进行阐述。2 倒立式电流互感器结构简介1.1.膨胀器外罩2.排气塞3.膨胀器位置指示器4.金属膨胀器5.高压绝缘6.二次绕组7.一次端子8.储油柜9.瓷套10.底座11.二次端子盒12

3、.二次端子13.注放油塞铁心屏铁心屏蔽罩壳二次引线管如图所示 ：220kV倒立式电流互感器一次绕组为贯穿式导电杆结构，一次绕组从二次绕组中心穿过，无漏磁通影响，二次绕组用有机材料浇注于铝制屏蔽罩壳之中，二次引线经套管引出，套管一端与铝制屏蔽罩壳连接，另一端直接接地，套管内置电容屏，通过设置适当数量的端屏，既有效地改善了产品内部电场，又使外部沿套管表面的电场分布均匀，套管末屏经外引接地， 二次测量和保护线路不会因绝缘击穿而受到电袭击。二次引线导管能够承载短路电流，一旦头部发生故障时，能将短路电流接地，避免套管部分发生爆炸。 3 倒立式电流互感器介质损失角及电容量的测量列举一组安装在220kV农安

4、变电站2号主变一次主的倒立式电流互感器（产品型式：I0SK245G2；生产厂家：上海MWB互感器有限公司出厂）的试验数据。出厂试验数据如表1所示，一次绕组对整体的介质损失角和电容量测量接线为：电流互感器一次绕组施加电压，底座和地绝缘并与末屏连接在一起接测量信号，二次绕组短路接地，电桥采用正接线测量；一次绕组对末屏的介质损失角和电容量测量接线为：电流互感器一次绕组施加电压，末屏接测量信号，二次绕组短路接地，电桥采用正接线测量。现场试验数据如表2所示，一次绕组对整体的介质损失角和电容量测量接线为：电流互感器一次绕组施加电压，末屏二次绕组短路接地，电桥采用反接线测量；一次绕组对末屏的介质损失角和电容

5、量测量接线为：电流互感器一次绕组施加电压，末屏接测量信号，二次绕组短路接地，电桥采用正接线测量。表1 出厂试验数据相别施加电压（kV）1073146A一次绕组对整体tan(%)0.20.1890.187电容量CX（pF）131113111311一次绕组对末屏tan(%)0.1970.1970.197电容量CX（pF）282282282B一次绕组对整体tan(%)0.210.190.19电容量CX（pF）131513151315一次绕组对末屏tan(%)0.210.210.21电容量CX（pF）282282282C一次绕组对整体tan(%)0.240.190.19电容量CX（pF）1303130

6、31303一次绕组对末屏tan(%)0.210.210.21电容量CX（pF）281281281表2 现场试验数据相别施加电压（kV）1073146A一次绕组对整体tan(%)0.209电容量CX（pF）1372C%(与出厂值相比)4.65一次绕组对末屏tan(%)0.2090.4870.406电容量CX（pF）279.4278.6278.7C%(与出厂值相比)-0.92B一次绕组对整体tan(%)0.214电容量CX（pF）1376C%(与出厂值相比)4.64一次绕组对末屏tan(%)0.2040.5930.566电容量CX（pF）280280.5280.7C%(与出厂值相比)-0.71C一

7、次绕组对整体tan(%)0.201电容量CX（pF）1357C%(与出厂值相比)4.14一次绕组对末屏tan(%)0.2040.6180.608电容量CX（pF）279.1279.4279.5C%(与出厂值相比)-0.68备注：该组电流互感器验收试验时已安装在农安一次变电站2号主变一次主构架上。4 试验数据分析4.1 一次绕组对整体电容量增大的原因从表1和表2可以看出，倒立式电流互感器在测量一次绕组对整体的电容量时，现场试验数据和出厂试验数据相比较，误差接近5%，DL/T 596-1996电力设备预防性试验规程中要求电容型电流互感器主绝缘电容量与初始值或出厂值差别超出5%范围时应查明原因，因此

8、应查明误差接近上限的原因。经和生产厂家试验人员沟通，致使一次绕组对整体电容量增大的原因是：电桥采用的接线方法不同是造成的，出厂试验时电桥采用正接线测量，而现场试验由于电流互感器已经安装在构架上，受现场试验条件所限，电流互感器底座无法与地绝缘，电桥只能采用反接线，采用电桥反接线时，有一部分电流，由高压引线通过瓷套表面及空气流入大地，由于空气部分较大，这部分电流，主要是由空气介质所决定的，当空气湿度不大，电流互感器瓷套干净时，可视为纯电容电容电流，只增加电容量，对介质损失角影响不大。试验时我们需要在设备场地外（远离干扰源）测量高压介损，在测量高压介损时，在10kV电压下测量了一次绕组对整体的电容量

9、和介损，电桥的接线方式与出厂试验相同，所测得的电容量与出厂值一致。确实证明使用电桥反接线测量一次绕组对整体的电容量与出厂值误差在+5%左右时是可以接受的。一次绕组对末屏的介损和电容量，出厂试验和验收试验电桥在10kV电压下所测得数据基本相同，试验数据见表3。4.2 高电压介质损失角变化的原因从表2看出，高电压下测量的数据，只有一次绕组对末屏电容量、介质损失角的高电压下的测量数据，而没有一次绕组对整体的高电压的测量数据，因为，该组电流互感器已经安装在构架上，测量一次绕组对整体的电容量和介质损失角时，只能采用电桥反接线，电桥反接线试验电压最高是10kV，所以不能进行一次绕组对整体的电容量和介质损失

10、角的高电压下测量。表2中的数据反映出，测量一次绕组对末屏的高电压介质损失角与10kV电压下测量的介质损失角相差很大，超出了规程允许值，并与出厂试验时高电压下的介损相差很大，DL/T 596-1996电力设备预防性试验规程中说明：当tan随试验电压由10kV升到Um/时，tan增量超过0.3%，不应继续运行，该组电流互感器虽然不是运行中设备，但是，10kV与Um/时的tan增量已经超过了0.3%。为了进一步分析，试验人员把该组电流互感器一次绕组对末屏高电压下的介质损失角变化最大的C相移到场地外，离带电设备远一些，再次进行了高压介损试验，试验数据如表3。表3 移到场地外试验数据相别施加电压（kV）

11、1073146C一次绕组对整体tan(%)0.203电容量CX（pF）1294.2C%(与出厂值相比)-0.67一次绕组对末屏tan(%)0.2090.3280.326电容量CX（pF）279.4277.7277.7C%(与出厂值相比)-0.92从表3看出，在场地外测量一次绕组对末屏的高电压介质损失角与场地内测量结果差别较大，场地外测量高压介质损失角值接近出厂值，说明在带电附近测量一次绕组对末屏的高电压介质损失角时，确实受到外电场的干扰，使实测值增大，通过了解倒立式电流互感器结构得知：末屏从贴近导杆处引出，导杆周围的电容屏，套管上电容屏高压端在电容屏最外部，外侧承受高电压（即设备的运行电压），

12、内侧承受低电压（地电位），末屏在运行中接地，由于套管的特殊结构，在进行高压介损试验时，套管末屏受到外电场的干扰，测量高电压介损时，无论试验电源反相、倒相，都无法消除外电场的干扰。4.3 不拆除一次引流线会引起电容量及介质损失角的变化 在定期试验时，若只测一次绕组对末屏介损和电容量，不进行一次绕组对整体的介损和电容量测量，并没有检测到高压屏与低压屏之间绝缘最薄弱的部位，测量一次绕组对整体的介损和电容量，便于发现电流互感器绝缘最薄弱的部位，若要测量整体介损和电容量，电流互感器一次引流线必须拆除才能与初始值相比较。可在实际工作中，检修人员拆除倒立式电流互感器一次引流线非常困难，现在有些变电站引流线为

13、管母线，拆除一次引流线耗时费力，既不安全，又延误作业时间，表4是220kV北郊变电站2号主变一次主电流互感器，测量一次绕组对整体介损和电容量不拆引流线测量的试验数据与初始值的试验数据。从表4可以看出测量倒立式电流互感器一次绕组对整体的介损和电容量，在实际工作中，我们从几组220kV倒立式电流互感器，不拆引线所测量的数据和初始值比较，介损值相差不大，电容量增大80 pF到90 pF之间。不拆引线测量必须在良好的天气下进行，空气相对湿度不易过高，以免外部环境的影响，造成介损值增大，无法与初始值进行比较。对不同线路而言，即使在相同的气候条件下，由于引流线长度不同，不拆引线测量时，所测得的介损和电容量

14、与初始值的变化也不可能完全相同，试验时，要综合判断分析，避免不拆引线测量时无结论。表4 不拆引线与拆引线数据对比相别施加电压（kV）10A一次绕组对整体tan(%)初始值0.203不拆引线值0.180电容量CX（pF）初始值894.9不拆引线值978.8B一次绕组对整体tan(%)初始值0.198不拆引线值0.182电容量CX（pF）初始值897.6不拆引线值982.6C一次绕组对整体tan(%)初始值0.191不拆引线值0.171电容量CX（pF）初始值883.6不拆引线值967.6小结 4.4.1 根据吉林省电力有限公司企业标准Q/GDW/Z-09-1. 036-2007互感器检修及试验规

15、范66500kV电压等级少油倒立式电流互感器检修及试验规范中规定：由于少油倒立式互感器结构特点导致现场上台后试验时，电容量及介损测量（反接法）易受周围线路及电磁场影响，造成测试误差增大，所以验收试验时应在无干扰的情况下进行正接线及反接线测试，与出厂试验结果比对，如数据相符则认为产品合格。安装后再与验收相同的方法进行一次测试，此数据作为日后定期试验的对比依据。4.4.2 110（66）500kV互感器技术规范中2.10款，要求电流互感器的运输过程中不能有严重震动、颠簸和冲撞现象。由于倒立式电流互感器的结构的特殊性，在设备场地外试验时，一定要采取可靠的安全措施，使倒立式电流互感器在试验过程中不发生倾倒。 不拆除一次引流线测量一次绕组对整体电容量和介质损耗因数， 会使测量的电容量增大，介质损失角在天气状况良好的条件下变化不大，因此在不拆除一次引流线试验时要注意天气及引流线长短等因素的影响，所测得的电容量要进