高压SF6互感器交流课件

SF6气体互感器引言随着近几年人们对高压SF6气体互感器的深入认识，SF6气体互感器的应用快速增长，其中SF6气体电流互感器，已远远超过油浸式电流互感器的发展速度。但随着SF6互感器的广泛应用，互感器的事故和障碍也随之增多。CompanyLogo大纲提要本次交流主要对SF6气体基本特性、SF6互感器的结构功能介绍,分析了SF6气体互感器的特点，运行、检修维护及存在的主要问题及预防SF6气体互感器事故的主要措施，SF6气体互感器的易出现的故障及障碍处理，并对互感器今后的技术发展进行了展望。CompanyLogo一、SF6气体基本特性CompanyLogo1.1SF6气体介绍SF6气体互感器的绝缘介质为SF6气体，0.25MPa压力下就相当于绝缘油的绝缘特性，所以，相对于绝缘油而言,SF6气体绝缘强度高。SF6

气体正八面体分子结构，有极强的吸附电子能力，称为负电性，比空气高几十倍，具有优良的电绝缘性和灭弧特性。常压下其绝缘能力为空气的2.5倍以上,其灭弧能力相当于相同条件下空气的100倍,因此,在电力工程中得到了广泛的应用。CompanyLogo1.2SF6的气体状态参数SF6气体的临界温度（即可能被液化的最高温度）为45.6℃，在常温时有足够的压力就可以液化。0.4MPa(20℃)时，对应的允许最低工作温度为-37℃，-40℃时对应的最低允许工作表计气压为0.33MPa(20℃)。CompanyLogo1.4SF6高压电器绝缘设计SF6高压电器绝缘结构设计的两个问题：一是SF6气体间隙的绝缘特性；设计注意事项：零部件不能有尖角；努力避免棒-板间隙设计，采用电场稍不均匀的同轴圆柱形或同心球形结构设计。在稍不均匀的电场中，随着电场距离的增大，击穿电压增长逐步变慢而出现电压增长饱和的现象，因此不能单纯靠增大间隙提高耐受电压。CompanyLogo1.4SF6高压电器绝缘设计二是SF6气体中固体绝缘间沿面放电的特点：影响SF6中绝缘件沿面放电的主要因素是电场分布情况，最有效的办法是改善棒的电场分布，降低最高工作场强，其次是表面清洁度、SF6电弧分解物及水分。CompanyLogo1.5SF6电器的气体管理SF6气体的管理包括气体的杂质、水分及密封管理CompanyLogoSF6气体的水分SF6气体的水分管理水分进入设备的途径：SF6气体本身的水分，按国产气体技术条件规定含水量（质量分数）不大于15×10-6（符合IEC标准）。产品零部件（尤其是绝缘件）中吸附的水分。在长期运行过程中，这部分水分会慢慢地释放出来。充气时，充放气装置如果干燥处理不好可能带入水分。CompanyLogoSF6气体的水分运行的产品，通过密封圈向设备内部渗入水分。设备虽然内部气压高于大气压，但就水分而言，外部的水分压比开关内部要大得多，如果外界气温更高，则内外水分压差更大，水分通过密封薄弱环节进入设备内部可能性更大。CompanyLogoSF6气体的水分水分对绝缘性能的影响粗略的讲，当水分不足以在绝缘物表面产生凝露时，产品的绝缘性能一般不受影响，在0℃及以下水分达到饱和气压时，在绝缘件表面会覆冰霜。冰霜是绝缘体，也不影响产品的绝缘性能。只有当水分在绝缘件表面产生凝露时，绝缘性能会显著下降。这种现象常发生在气温突变时或设备补气之后，当露水使固体绝缘表面闪络电压降低到正常运行电压以下时，则固体绝缘表面势必发生闪络，引起故障。CompanyLogoSF6气体的水分检测水分的检测方法建议采用微量水分分析仪来确定SF6的含水量。与仪器连接的管道在使用前应在烘箱中进行干燥处理，以排除水分，避免造成测量误差。为避免测量工具含水分造成测量误差，不宜使用氧气减压阀，应采用微型减压阀。水分控制标准：新设备交接时不大于150uL/L,投运6个月时测量一次，以后1～3年测一次，SF6气体含水量不超过300uL/L。CompanyLogo高压SF6互感器介绍CompanyLogo2.1结构示意图——SF6电流互感器CompanyLogo传统油浸电容型，U形一次导体CompanyLogo2.2结构说明

现在流行的SF6气体绝缘电流互感器多采用倒立式结构，由壳体、器身、硅橡胶复合绝缘套管、基座、防爆装置及SF6密度继电器等组成。器身包括铁心、一次绕组、二次绕组及屏蔽，由盆式绝缘子支撑；二次绕组经引线屏蔽引至基座的二次接线盒；防爆装置位于产品顶部；SF6密度继电器位于基座内部。CompanyLogo110kV～500kVSF6电流互感器CompanyLogo220kV以上等级SF6电容式电压互感器CompanyLogo2.3电流互感器主要部件介绍硅橡胶复合绝缘套管套管：高强瓷和复合绝缘套管，瓷质表面稳定性较好，复合外套的抗污闪和抗震性能较好。国内厂家大多采用国产硅橡胶，做成单个伞裙，一节一节粘接在环氧管上而成。这种复合绝缘套管存在如下隐患：粘结界面性能差，易造成机械强度低、防水性能差，运行后介损增大、局放升高，长期运行易发热，使用寿命短等隐患。德国瓦克WACKER液态硅橡胶，一次注射硫分段成型，大小伞裙。CompanyLogo2.3电流互感器主要部件介绍壳体：钟罩式、T字形。壳体工艺：焊接和铸造。两种工艺比较：焊接过程容易变形，且焊接工艺不易控制，焊缝容易漏气；低压铸造，一次成型，工艺性好，密封性能优良。CompanyLogo钟罩型、倒置式钟罩型壳体比“T”字型壳体的电场分布更为均匀；倒置式结构一次导电杆直接从铁心中央穿过；与正立式U型器身相比，一次穿心导体较短从而大大增加了热、电动稳定性，能满足较大的动稳定电流的设计要求，CompanyLogo2.3电流互感器结构介绍内部结构：内部结构：电容屏和金属屏，电容屏工艺要求高，存在末屏接地不够可靠、局放高等隐患金属应力锥代替传统的电容屏均压的电场调节方式，不但使整体局放水平降低而且工艺易控制，还不会发生由于运输中的振动造成电容屏变形或内部金属件的磨擦引起污染，更可以提高产品的抗老化性能，有效解决了电容型结构的安全隐患。CompanyLogo小结SF6互感器内部充有绝缘性能优良、稳定性好的SF6气体,电场经优化设计、场强均匀、绝缘裕度大、介质损耗及局部放电小；金属屏结构，硅橡胶复合绝缘套管为外绝缘的互感器具有电气性能好、工艺简单、运行可靠、检修周期长、维护简便、无爆炸和火灾危险。CompanyLogo高压互感器的发展动向向更高电压等级进军，我国近期将出现的输电电压为1000kV，因而高压互感器应顺利成章地扩展到新的电压的等级。随着全国电力系统联网的发展，电网容量将越来越大，要求电流互感器向更高的参数方向发展，如220kV-500kV级产品额定电流超过5000A,热稳定电流63KA/3S。CompanyLogo高压互感器的发展动向SF6互感器将获得更为广泛应用，我国城市电网设备的选择注重小型化、无油化、免维护或少维护，而SF6高压互感器具有防爆、阻燃、体积小、质量轻、制造简单、维护方便等特点，因此将有广阔的市场。树脂浇注式互感器，已发展到220kV，估计不久将有更高电压等级的树脂浇注式互感器出现。一种全新原理的互感器——电子式互感器将走出科研性领域。CompanyLogo电子式互感器之一洛戈夫斯基线圈CSNVoltageandCurrentTransformerCompanyLogoCSN®voltageandcurrenttransformerCSN®voltageandcurrenttransformercombinesahighvoltageresistive/capacitivedividerandtwolowvoltagecurrenttransformer(standardvariant)withanoptical-digitaldatatransferbetweenthevoltageandcurrentsensorelements(insidetheremotedatamodule)andthecontrolroom(localcontrolmodule).Theoutputsignalsareavailableindigitaloranalogformatinthelocalcontrolmoduleforvariousperipheralunitslikeprotectionrelaysormeters.CompanyLogo500kV光电电子式互感器在500kV郑州变电站挂网运行CompanyLogo电子式互感器磁光电流互感器MOCT-Magneto-OpticCurrentTransducerCompanyLogo光电式电流/电压互感器用于组合电器高压和超高压组合电器是近年来设备向小型化方向发展的一种新型电气设备，是介于常规敞开瓷柱式电气设备（AIS）和气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）二大产品系列之间的新系列产品，特点:以SF6断路器为主体，与其他隔离开关/接地开关、电流/电压互感器等电气设备元件组合在一起，形成一个完整的高压开关系统，具有断路器、隔离开关/接地开关、电流/电压互感器等多重功能，这是他与常规的仅有单一功能AIS的主要区别；CompanyLogo组合电器②只包括设备本体以及相应的二次控制、保护、测量装置，不包括每个进（出）线间隔的母线，而且通常为单相设备，即高压和超高压组合电器的屋外配电装置仍采用常规敞开式母线。因此，他不能压缩配电装置的横向尺寸，只能压缩配电装置的纵向尺寸，设备相间距离和常规敞开式配电装置相同，这是其与GIS的主要区别。CompanyLogoHPL型550kV超高压组合电（Compact）1-垂直伸缩式隔离开关；2-数字式光电TA；3-HPL型断路器；4-中心控制柜；5-接地开关CompanyLogoRESTCompanyLogo三、110（66）kV-500kV互感器运行规范110（66）kV-500kV互感器管理规范——国家电网公司发布CompanyLogoSF6互感器交接试验项目针对SF6互感器的交接/检修试验项目：SF6气体的含水量测量，微量水分析仪。SF6气体的的泄漏试验，检漏测试仪。SF6气体的的密度继电器试验。SF6气体的压力表校验及监视。密度继电器校验仪CompanyLogo110（66）kV-500kV互感器运行规范运行中应巡视检查气体密度，互感器年泄漏率应小于1%。若压力表偏出绿色正常压力区（表压小于0.35MPa）时，应引起注意，并及时按制造厂规定停电补充合格SF6新气（补气速度为0.1MPa/h）。一般应停电补气，个别特殊情况需带电补气时，应在厂家指导下进行。要特别注意充气管道的除潮、干燥，以防止充气24h后监测到的气体含水量超标。CompanyLogo110（66）kV-500kV互感器运行规范当气压接近闭锁压力，应停止运行，检查防爆片有无微量泄漏，并通知制造厂及时处理。补气较多时（在小于0.2MPa补气），应进行工频耐压试验（试验电压为出厂值80%～90%）。运行中应监测SF6气体含水量不超过300uL/L，若超标时应尽快退出，并通知厂家处理。充分发挥气体质量监督管理中心的作用，应做好新气管理、运行及设备的气体监测和异常情况分析，监测应包括SF6压力表和密度继电器的定期校验。CompanyLogo四、110（66）kV-500kV互感器检修规范110（66）kV-500kV互感器管理规范——国家电网公司发布CompanyLogo110（66）kV-500kV互感器检修规范（三）SF6互感器。（小修）SF6互感器用SF6气体作为主绝缘，互感器为全封闭式，气体密度由密度继电器监控，压力超过限值可通过防爆膜或减压阀释放。SF6互感器对密封要求很高，大修时除更换一些易于装配的密封件外，不允许对密封壳解体，必要时返厂修理。CompanyLogo110（66）kV-500kV互感器检修规范更换防爆片应在干燥、清洁的室内进行，更换前应将SF6气体全部回收，然后用干燥的氮气对残余SF6气体置换若干次，并经吸附剂处理后放置安全地方。回收的SF6气体应进行含水量试验，当含水量超出500uL/L（20℃）时，要进行脱水处理。清除复合绝缘套管的硅胶伞裙外表积污，一般用肥皂水或酒精擦洗，严禁用矿物油、甲笨、氯仿等化学药品。CompanyLogo110（66）kV-500kV互感器检修规范检查一次引线连接，如有过热，应清除氧化层，涂导电膏或重新紧固。检查气体压力表和SF6密度继电器应完好，如有破损应更换新品，SF6气体压力低于规定值，应补气。检查一次接线板，如有松动应紧固或更换。大修返厂摘自110（66）kV-500kV互感器检修规范CompanyLogo预防事故措施五、预防110（66）kV-500kV互感器事故措施第五章预防SF6气体绝缘电流互感器事故措施110（66）kV-500kV互感器管理规范——国家电网公司发布CompanyLogo第二十三条SF6气体绝缘电流互感器的安装安装时密封件检查合格后方可对电流互感器SF6气体至SF6气体至额定压力（0.39MPa～0.4MPa）,放置1h后进行SF6气体微水含量和老练试验。另注：电气设备交接试验标准要求：SF6气体充入设备24小时后取样，SF6气体水分含量不得大于250uL/L（20℃体积分数）CompanyLogo第二十三条SF6气体绝缘电流互感器的安装老练试验程序。加1.1.倍设备额定相对地电流10min，然后下降至0。施加1.0倍设备额定相对地电流5min，接着升至1.73倍额定相对地电流3min，然后下降至0。CompanyLogo第二十三条SF6气体绝缘电流互感器的安装老练试验后应进行工频耐压试验，所加试验电压值为出厂试验值的90%。进行老练试验和工频耐压试验后，必要时应进行局部放电测量。投运前应进行SF6气体泄漏试验和含水量测定。CompanyLogo第二十四条运行维护要求CompanyLogo第二十四条运行维护要求运行中应巡视检查气体密度，互感器年泄漏率应小于1%。若压力表偏出绿色正常压力区（表压小于0.35MPa）时，应引起注意，并及时按制造厂规定停电补充合格SF6新气（补气速度为0.1MPa/h）。要特别注意充气管道的除潮、干燥，以防止充气24h后监测到的气体含水量超标。CompanyLogo第二十四条运行维护要求当气压接近闭锁压力，应停止运行，检查防爆片有无微量泄漏，并通知制造厂及时处理。补气较多时（在小于0.2MPa补气），应进行工频耐压试验（试验电压为出厂值80%～90%）。运行中，SF6气体含水量异常增大，应尽快查明原因。CompanyLogo第六章预防互感器运输过程中发生事故措施五、预防110（66）kV-500kV互感器事故措施第六章预防互感器运输过程中发生事故措施110（66）kV-500kV互感器管理规范——国家电网公司发布CompanyLogo第六章预防互感器运输过程中发生事故措施第二十五条互感器应卧置装车，其轴线与运输方向一致，注意防振，可垫放橡胶之类缓冲物。第二十六条对SF6气体绝缘电流互感器，在运输过程中要检查SF6气体压力应符合制造厂规定。一般制造厂规定SF6气体绝缘电流互感器运输压力在0.05～0.1MPa之间。CompanyLogo第七章预防互感器事故的故障检查程序第二十七条在每台产品上安装与冲撞相适应的震动记录仪，110kV～220kV安装1个，500kV安装2个。若纪录数值超过制造厂允许值10g，则互感器返厂检查。第二十八条运输应均速平稳，按制造厂规定限速行驶。CompanyLogo第七章预防互感器事故的故障检查程序第二十九条SF6气体绝缘电流互感器故障跳闸后，先使用SF6分解气体快速测试装置，对互感器内气体进行检测，以确定内部有无放电。避免带故障强送再次放电，扩大互感器损坏程度，给解体分析查找故障原因造成困难。第三十条参与解体操作的人员应注意SF6气体分解物对人身和环境的危害，并应备有防护措施。CompanyLogo六、国家电网公司十八项电网重大反事故措施CompanyLogo10.3110kV～500kVSF6绝缘电流互感器10.3.1工厂验收及出厂试验要求应重视和规范气体绝缘的电流互感器的监造、验收工作。如具有电容屏结构，其电容屏连接筒应要求采用强度足够的铸铝合金制造，以防止因材质偏软导致电容屏接筒移位。加强对绝缘支撑件的检验控制。出厂试验时各项试验包括局部放电试验和耐压试验必须逐台进行。CompanyLogo10.3110kV～500kVSF6绝缘电流互感器10.3.2运输制造厂应采取有效措施，防止运输过程中内部构件震动移位。用户自行运输时应按制造厂规定执行。运输时应注意防震，可垫放缓冲物体，并按制造厂规定匀速限速行驶。运输时在每台产品上安装振动测试记录仪器，到达目的地后应在各方人员到齐情况下检查振动记录，若振动记录值超过允许值，则产品应返厂检查。运输时所充气压应严格控制在允许的范围内。CompanyLogo10.3110kV～500kVSF6绝缘电流互感器10.3.3新安装互感器的投运进行安装时，密封检查合格后方可对互感器充SF6气体至额定压力，静置1h后进行SF6气体微水测量。气体密度表、继电器必须经校验合格。气体绝缘的电流互感器安装后应进行现场老炼试验（老炼试验程序按照国家电力公司发输电输[2002]158号附件2的要求进行）。老炼试验后进行耐压试验，试验电压为出厂试验值的90％。条件具备且必要时还宜进行局部放电试验。CompanyLogo10.3110kV～500kVSF6绝缘电流互感器10.3.4运行维护1～4年应对气体密度继电器进行校验。运行中应巡视检查气体密度表，产品年漏气率应小于1%。若压力表偏出绿色正常压力区时，应引起注意，并及时按制造厂要求停电补充合格的SF6新气。一般应停电补气，个别特殊情况需带电补气时，应在厂家指导下进行。CompanyLogo10.3110kV～500kVSF6绝缘电流互感器补气较多时（表压小于0.2Mpa），应进行工频耐压试验（试验电压为出厂试验值的80－90%）。运行中SF6气体含水量不应超过300uL/L，若超标时应尽快退出运行。设备故障跳闸后，应先使用SF6分解气体快速测试装置，对设备内气体进行检测，以确定内部有无放电。避免带故障强送再次放电。CompanyLogo预防SF6

互感器事故的主要措施小结优先选用金属屏结构产品，如果采用电容屏，注意电容屏接筒的固定螺钉应拧紧,防止螺钉松动造成电容屏接筒移位。加强对绝缘支撑件的检验控制,确保全电压下20h无局部放电。此外,装配时应保证绝缘支撑件的工艺清洁度,保证真空干燥的真空度,确保绝缘性能可靠。可靠的防震运输，防止运输过程中内部构件(特别是电容屏结构产品)震动移位,避免形成事故隐患。CompanyLogo预防SF6

互感器事故的主要措施小结安装时,密封检查合格后方可对SF6气体电流互感器充气至额定压力,静止24h后进行SF6气体微水测量和老练试验。老练试验后应进行工频耐压试验和局部放电试验。运行维护过程中,应重点巡视检查气体密度表工况,检查SF6气体压力、泄露以及微水含量情况。

CompanyLogo第二部分SF6气体互感器常见故障及注意事项CompanyLogo2.1

SF6气体互感器常见故障密度继电器常见故障：密度继电器漏油；密度继电器报警。密度继电器漏油，例如：密封垫老化。密度继电器报警故障分析：密度继电器温度补偿不灵敏导致指针指示不正常从而引起误报警；密度继电器接线盒密封不好长期暴漏在潮湿环境中，接线端子受潮生锈绝缘降低导致报警；气体泄漏至报警点从而导致报警。CompanyLogoSF6气体互感器常见故障报警处理办法：首先更换一只合格密度继电器，排除以上