一起110kV电容式电压互感器介损异常的原因分析

摘要：本文介绍了厦门电业局在例行试验中发现一例110kV电容式电压互感器电容量、油试验正常，但介损超标的异常现象，经对互感器开展诊断性试验，结合解体检查情况，判断该互感器电容芯子存在先天不足，深层绝缘干燥不彻底，随着运行时间的加长，内层绝缘的潮气逐渐扩散到外层，使得介损超标。

关键词：电容式电压互感器；介损

Abstract: The paper introduces one abnormal 110kV capacitor voltage transformer (CVT) was found by a routine test in Xiamen Power Supply Bureau. The Capacitance and oil of CVT is qualified, but dielectric loss is over-standard. After diagnostic test and disassembling inspection, congenitally deficient of Capacitor was found. The Capacitor’s deep layer insulation was not completely dry, With the running time of growth, internal insulation moisture gradually spread to the outer layer, the dielectric loss exceeding standard.

Key words: Capacitor Voltage Transformer (CVT); dielectric loss

中图分类号：TM451文献标识码： A

0前言

电容式电压互感器(CVT)是由高压电容分压器和电磁单元组成的一种电压变换装置，具有绝缘监测方便、维护简单、运行可靠、价格便宜等优点，在电力系统得到了广泛的应用。但是由于受到设计、工艺及原材料等影响，存在较多质量问题，威胁到电网安全稳定运行。厦门电业局在一次例行性试验，发现了110kV电容式电压互感器电容量、油试验正常，但介损超标的异常现象，经过解体分析，判断出该互感器的电容芯出厂前由于工艺管控的影响，深层绝缘干燥不彻底，导致设备运行一段时间后介损超标。

1 故障情况

2012年10月16日，工作人员在例行性试验时，发现某110kV电压互感器 B相（设备型号：TYD110/√3-0.01W3，2011年8月1日出厂，2011年09月27日投运）的分压电容C2介质损耗为0.293%(具体数值见表1)，超过了《输变电设备状态检修试验规程》规定的注意值0.25%，且较交接试验的数据发生了明显变化，初步判断该设备绝缘存在缺陷。为了查明原因，2012年10月30日，对该台设备进行试验并解体检查。

表1 110kV电压互感器的试验数据

试 验 性 质 交接试验 例行性试验

试 验 日 期 2011-09-18 2012-10-16

天 气 晴 晴

环境温度(℃) 25 27

相对湿度(%) 53 60

介

质

损

耗

及

电

容

量 极间 C1 C2 C C1 C2 C

试验方法 自激 自激 自激 自激

U(kV) 2.5 2.5 2.5 2.5

tgδ(%) 0.094 0.102 0.124 0.293

CX(pF) 12790 48660 10127 12830 49010 10168

CE(pF) 12777 48481 10112 12777 48481 10112

C% 0.15 0.55

试验仪器 AI-6000D AI-6000F

2 试验结果及解体分析

2012年10月30日，在试验基地对该产品进行了一系列诊断性试验和解体检查。

2.1试验情况

（1）电气试验

1)对电容式电压互感器整体进行自激法测试电容量和介损，试验数据见表2。

表2 电压互感器自激法测试数据

介

质

损

耗

及

电

容

量 极间 C1 C2 C

试验方法 自激法 自激法

U(kV) 2.5 2.5

tgδ(%) 0.349 0.483

CX(pF) 12880 49100 10203

CE(pF) 12777 48481 10112

C% 0.9

从表2的试验数据可以得出互感器的电容量正常，C1、C2电容量初值差符合要求，但介质损耗均超过规程规定的注意值。

2）对电容式电压互感器的电容器单元进行高压介损试验，试验数据见表3。

表3电容器单元高压介损试验数据

（温度：18℃，相对湿度45%）

测试电压（kV） 2 10 63

C总电容量（pF） 10186.4 10203.8 10178.9

C总tgδ(%) 0.297 0.403 0.161

C1电容量（pF） 12894.9 12902.9 12865.4

C1 tgδ(%) 0.45 0.418 0.155

电容器单元在分压电容器较低电压下，介损较大，随电压升高介损出现下降趋势。

（2）油气试验

1)电容式电压互感器电磁单元

表4 油试验数据

项目 击穿电压（kV） 介质损耗tgδ(%) 含水量（μL/L）

油试验 58.5 0.363 8

表5 油气相色谱分析（单位：μL/L）

H2 CO CO2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 C1+C2

8 107 468 5.5 2.3 0 0 7.8

根据表4和表5的试验数据，电压互感器电磁单元绝缘油正常。

2)电容式电压互感器电容单元

电容器油因现场取样困难,无法进行油气试验。

2.2 解体检查情况

为了进一步分析设备的缺陷原因，对该台电容式电压互感器进行解体分析。经过解体检查，互感器的电容器和电磁单元密封良好，电容芯子外观无击穿和破损现象，各部位连接未出现松动情况。

3 原因分析

该互感器在例行试验时发现介损超标，产品返厂后的介损和电容量试验数据与现场测试结果一致，初步诊断设备存在绝缘缺陷。设备电磁单元的绝缘油试验正常，说明互感器电磁单元绝缘正常，问题可能出在电容器单元。根据互感器电容器单元的整体和分压电容的高压介损试验结果，可以看出互感器电容器单元在较低电压下介损较大，随着电压的升高介损总体呈现下降趋势，怀疑绝缘介质中存在水分或杂质，因离子性杂质在交变电压作用下，产生离子电导损耗，当电压升高时，离子运动速度加快，在交变电流的半波时间内，离子在固定的空间距离内运动时间减少，有功损耗相应减少，使得介损随电压升高显下降趋势，由此判断该互感器的电容芯子绝缘可能受潮。经解体检查该互感器的密封情况良好，排除了外部潮气入侵的影响，说明该互感器存在先天性不足，即工艺上深层绝缘干燥不彻底，随着运行时间的加长，内层绝缘的潮气逐渐扩散到外层，从而使得介损变大超标。

后经厂家证实，电容器真空干燥-浸渍过程中，真空注油管出现过一段时间堵塞现象，导致该台互感器的电容器单元干燥不彻底。

4 结束语

该台电容式电压互感器缺陷为首检时发现，在电网中运行时间不长，所幸未引起严重的后果，因此为有效防止同类情况再次发生，建议生产厂家应严格做好设备制造工艺管控，加强出厂试验的检查，确保制造质量，杜绝不合格或可疑设备进人电网。作为使用单位应严把交接试验关，确保设备零缺陷投运，运行过程中加强红外测温、在线检测电容量变化或带电测量电容量，有效预防电容式电压互感器故障发生。

参考文献

[1]国家电网公司. Q/GDW 168—2008 输变电设备状态检修试验规程[S] 2008

张红莲（1981-）女 工程师 从事绝缘过电压方面的技术工作