浅谈220kV电力工程施工中电流互感器的常见故障

摘 要：220 kV电流互感器直接连着这母线上的各种电气设备，很容易引起各种系统故障，造成大面积的停电，如果高压电流互感器的故障不能及时得到排除，则会威胁到电网的正常运行，造成巨大的损失和灾难。

关键词：220kV；电力工程；电流互感器；故障

1 电流互感器的构成及工作特点

电流互感器的作用是：将电力系统的一次大电流变换成与其成正比的二次小电流，然后输入到测量仪表或继电保护及自动装置中。其构成及工作特点如下：

1.1 用于电力系统中的电流互感器， 其一次绕组通常是一次设备的进、出导线，只有1匝或2匝：其二次匝数却很多。

1.2 正常运行时，电流互感器铁芯中的磁密很低，其一次与二次保持安匝平衡。当系统故障时， 由于故障电流很大，二次电压很高，励磁电流增大，铁芯中的磁密急剧升高，甚至使铁芯饱和。

1.3 正常工况下，铁芯中的磁密很低，励磁阻抗很大，而二次匝数很多。从二次侧看过去，其阻抗很大。负载阻抗与电流互感器的内阻相比，可以忽略不计，故负载阻抗的变化对二次电流的影响不大。

1.4 电流互感器的二次负荷如果很大，运行时其二次电压很高，励磁电流必然增大，从而使电流变换的误差增大。特别是在系统故障时， 电流互感器一次电流可能达额定电流的数十倍，致使铁芯饱和，电流变换误差很大，不满足继电保护的要求，甚至使保护误动。电流互感器的二次回路不得开路。如果运行中二次回路开路，二次电流消失，去磁作用也随之消失，铁芯中的磁密很高；又由于二次匝数特多，二次电压会很高，有时可达数千伏，危及二次设备及人身安全。

2 电流互感器绝缘结构及故障形成原因

2.1 绝缘结构

35 kV及以上电压等级互感器一般为油纸绝缘结构。220 kV电压等级互感器的主绝缘结构为电容型结构，也就是由串联的电容屏组成的电容芯构成。电容屏由铝箔或半导体纸制成，电缆纸连续缠绕组成屏间绝缘，电容屏主屏端部附有副屏以改善端部电场，电容芯经真空干燥处理后组装在瓷套内。

2.2 故障形成原因

2.2.1 绝缘热击穿。高压电流互感器既承受高电压，又通过大电流，绝缘介质在高电压作用下的介质损耗以及电流热效应使绝缘温度升高。如果有缺陷，将出现热损耗增加，绝缘温度升高，在超过绝缘材料的工作温度下长期运行，就会造成绝缘热击穿。

2.2.2 局部放电损坏。220 kV电流互感器主电容在正常状态下电压均匀分布，如果生产制造过程中工艺不合格，就会造成电容极板不光滑，绝缘包绕松紧不均、外紧内松、纸有皱格，电容屏错位、断裂，“并腿”时损伤绝缘等缺陷；因下部U型卡子卡得过紧使绝缘变形，还会因端屏铝箔没有孔眼而在非真空注油时，电容屏间存积气泡，从而改变电容屏间的电压分布，使个别电容屏承受较高的场强，出现严重电晕或较强的局部放电，如果没有被发现或处理不及时，将导致整个电容芯棒绝缘裂解击穿事故。

2.2.3 受潮。由于端部密封不严而进水受潮，引起互感器内部游离放电加剧，内部沿面放电，是电流互感器绝缘劣化的主要原因之一。电流互感器的U型电容芯棒的底部离油箱底部很近，进入互感器内的水沉积于电容芯棒底部，芯棒打弯处绝缘受潮严重，是绝缘最薄弱的部位，在工作场强的长期作用下，使一对或几对主电容屏击穿，甚至导致整个电容芯棒的击穿，从而造成爆炸事故。

2.2.4 绝缘干燥和脱气处理不彻底。220 kV电流互感器若不进行真空注油，致使内部气体无法排出，或虽然进行了真空注油，但不能保持高真空度，或脱气处理时间不够，干燥不彻底，在运行电压和温度的作用下，就会发生热和（或）电老化击穿。

2.2.5人员过失。常见的过失有一次引线接头松动、注油工艺不良、二次绕组开路、电容末屏接地不良等。由于这些过失常导致局部过热或放电，使油中溶解气体色谱分析结果异常。

3 故障诊断方法

3.1 认真进行预防性试验

DI/T 596-1996《电力设备预防性试验规程》（以下简称《规程》）规定了电流互感器的预防性试验项目有：测量绕组及末屏的绝缘电阻、测量介质损耗因数及电容量和油中溶解气体色谱分析等，通过对这些项目的测试结果进行综合分析，可以发现进水受潮及制造工艺不良等方面的缺陷。

3.2 局部放电测量

常规绝缘试验不能检出电流互感器的局部放电型缺陷，而进行局部放电测量能灵敏地检出该类型的缺陷。《规程》规定，电流互感器在大修后进行局部放电测量。

3.3 在线监测和红外测温

3.3.1 目前高压电流互感器开展的在线监测项目主要有：测量主绝缘的介质损耗因数时、电容量和电容电流。现场测试表明，它对检测出绝缘缺陷是非常有效的。

3.3.2 红外测温是根据电流互感器的内部结构和运行状态，依据传热学理论，分析金属导电回路、绝缘油和气体等引起的传导、对流，从电流互感器外部显现的温度分布热像图，判断内部故障。测试结果表明，它对检测电流互感器内部接头松动是有效的。

4 常见故障排除方法

4.1 改变受潮环境，更换互感器；选择与负荷相匹配的互感器；纠正错误接线。

4.2 将设备先行停电，然后对二次回路进行查线，检查处理电流互感器二次开路故障。检查处理时应注意安全，尽量减少一次负荷电流，以降低二次回路的电压。并戴上绝缘手套，使用绝缘良好的工具，尽量站在绝缘垫子上。同时，应注意对照符合实际线路的图纸，认准接线位置。电流互感器二次开路，一般不容易被发现。巡逻检查时，互感器本体如无明显象征，会长时间处于开路状态。因此，应使用巡视设备细听、细看，维护工作中应不放过微小的异常现象，并作如下处理。

4.2.1 发现电流互感器二次开路。应先分清故障属于哪一组电流回路、开路的相别、对保护有无影响等，并向调度人员汇报，解除可能误动的保护。

4.2.2 尽量减少一次负荷电流。若电流互感器严重损伤，应转移负荷，停电进行检查处理。

4.2.3 尽快设法在就近的试验端子上，将电流互感器二次短路，再检查处理开路点。短接时，应使用良好的短接线，并按图纸操作。

4.2.4 若短接时发现有火花，说明短接有效，故障就在短接点以下的回路中，可进一步查找。

4.2.5 若短接时没有火花，可能是短接无效，故障点可能在短接点以前的回路中，可以逐点向前变换短接点，缩小范围。

4.3 对由一次接线压接处发热引起异常运行进行处理的方法

先将压接处打磨平滑，增大接触面积，使之接触良好，然后涂上导电膏加弹簧压紧，这样处理后蜡片熔化现象明显减小了。另建议生产厂家适当加长接线板，使之由两个骡孔固定，这样既增大接触面积，又使压接牢固，从而避免发热现象的发生。

参考文献

[1]梁之林，王朔.220kV电流互感器故障分析[J].变压器，2010（04）.

[2]孙雅榕，刘卫新.电流互感器二次故障原因分析与查找处理[J].新疆电力技术，2008（04）.

作者简介：赵凤，身份证：450324198703070724