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摘 要：本文对某220kV SF6电流互感器进行解体研究，找出220kV SF6电流互感器发生故障的原因并提出预防措施，为以后电流互感器的研发和维修工作提供了参考依据，避免意外事故的发生，保证电流互感器的使用安全。
关键词：电流互感器；故障；主绝缘
1 220kV SF6电流互感器故障形成原因
220kV SF6电流互感器的主绝缘是互感器的气体缝隙，220kV SF6电流互感器凭借其简易的结构、高程度的绝缘能力、低运行维护量，广泛地应用在我国的电力系统中。但是随着我国电力系统的升级与发展，220kV SF6电流互感器在电力系统的使用中出现许多问题，影响电力系统的正常工作。例如：220kV SF6电流互感器出现接地故障、220kV SF6电流互感器发生绝缘热击穿问题。下面针对220kV SF6电流互感器易发生的故障进行原因分析。
1.1 绝缘热击穿
220kV SF6电流互感器正常使用时需要的电压较高，且通过电流互感器的电流较大，导致电流互感器中的绝缘体损耗较大，绝缘体的温度随着电流的增大不断升高。如果220kV SF6电流互感器中存在缺陷，会增加电流互感器热能的消耗，绝缘体在高温情况下连续工作，就会造成电流互感器绝缘热击穿现象。
1.2 局部放电损坏
220kV SF6电流互感器在正常工作过程中均匀分布其电压，若在在电流互感器生产过程中出现失误，会造成电流互感器中的电容板凹凸不平，电容板上的绝缘线缠绕不合格，致使电流互感器的电容绝缘处损坏。因为电容板下放的U型卡放置过于紧密，造成绝缘体发生变形，同时电容板两端的铝箔没有空隙，在进行真空注油时，会出现气泡，使电容板的电压分布不均匀，出现过强的局部放电。如果处理不及时，会造成电容芯棒绝缘发生击穿。
1.3 受潮
220kV SF6电流互感器在放置过程中如果没有密封，会导致电流互感器受潮，造成电流互感器内部的游离电加快放电速度，破会电流互感器的绝缘体。220kV SF6电流互感器中的U型电容芯棒的底部到油箱的距离很短，互感器受潮进入的水会堆积在电容芯棒下面，破坏绝缘体。220kV SF6电流互感器使用时间过长时，会击穿电流互感器的电容芯棒，甚至会造成爆炸发生。
1.4 绝缘干燥和脱气处理不彻底
220kV SF6电流互感器通过真空注油排出内部的气体，如果对电流互感器进行真空注油时没有控制好温度或者电流互感器内部空气依旧潮湿，脱气处理工作不彻底，在使用中，也会发生绝缘击穿现象，影响220kV SF6电流互感器的正常使用。
1.5 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。
2 具体分析一起220kV SF6电流互感器的故障情况
2.1 220kV SF6电流互感器故障总体情况
某发电厂运行中的1号主变压器差动保护动作，跳开1号主变220kV开关和1号机组灭磁开关。当天天气良好，220kV系统运行正常，无倒闸操作，故障前主变负荷较小。保护动作报文和故障录波图显示主变差动保护范围内发生A相接地故障。现场检查主变220kV开关端子箱时，发现端子箱内至主变220kV A相TA（电流互感器）二次绕组的电缆有烧黑现象，其中至第5组二次绕组的电缆芯烧断，对应的N相的电缆芯、端子排上连接片均烧断。
结果显示，A相TA绝缘电阻值明显小于另外两相，A相TA第2组、第5组二次绕组直流电阻值远大于其他二次绕组。据此判断，A相TA的主绝缘遭到了破坏，第2组、第5组二次绕组已烧损。
2.2 故障TA解体检查
故障TA为220kV SF6电流互感器，通过将故障TA返厂解体发现：
2.2.1 一次导电杆表面有放电痕迹，盆式绝缘子下部绝缘筒内无明显放电痕迹。
2.2.2 盆式绝缘子表面有放电痕迹，并且局部发生开裂。
2.2.3 屏蔽罩接地线中间多处熔断，而屏蔽罩接地线与头部屏蔽罩和二次接线板两者的连接处紧固且无明显放电痕迹。
2.3 故障原因分析
2.3.1 故障过程判断。从解体情况和产品结构进行分析，故障TA的屏蔽罩接地线与头部屏蔽罩和二次接线板两者的连接处紧固且无明显放电痕迹，屏蔽罩接地线的悬浮放电引起主绝缘放电的因素排除，故障源为支撑盆式绝缘子。局部放电在盆式绝缘子开裂处发生，放电导致电场不均匀，在长期运行电压的作用下，盆式绝缘子不断发生沿面爬电，主绝缘的绝缘强度不断下降，最终导致主绝缘的放电击穿。主绝缘击穿后，屏蔽罩电位抬高，屏蔽罩接地线中间多处断裂，同时屏蔽罩内的第2组、第5组二次绕组与屏蔽罩间的绝缘击穿而烧损。
2.3.2 盆式绝缘子的放电原因。第一，污染绝缘面放电。污染绝缘面放电的主要原因为绝缘材料表面受潮，受潮后工频闪络电压明显降低。据研究表明，SF6气体中的水分在环境温度为-2-40℃条件下，相对湿度为50%时，会导致绝缘件工频闪络电压下降5%-17%，湿度越高，工频闪络电压下降越大。盆式绝缘子表面受潮的主要原因有：TA密封不严，外界水分侵入：SF6气体中含有水分；盆式绝缘子带来的水分。第二，绝缘子表面放电。盆式绝缘子的作用是支撑屏蔽罩和将屏蔽罩与一次导体高电压隔离，一般采用环氧树脂加A1203填料，经真空浇筑而成，具有以下几个特点：第一，有较高的拉伸强度、足够的硬度，但脆性也较大；第二，表面必须光滑平整、整洁；第三，支撑绝缘是一个支撑连接件，必须浇装有金属嵌件。而环氧树脂浇筑有金属嵌件时，它们之间的嵌接处容易产生微小缺陷，会削弱产品的强度和耐电性能，同时容易造成局部电场集中。
3 220kV SF6电流互感器的预防措施
3.1 制造厂家应加强质量控制，严把质量关，严格对每批次材料和零部件进行检验，防止盆式绝缘子在生产和装配工艺上的缺陷。产品在出厂前，应严格进行工频耐压试验和局部放电试验。
3.2 加强运输质量的控制和验收，在每台产品卜安装与冲撞相适应的振动记录仪110-120kV电压等级的安装1个，500kV电压等级的安装2个。若记录数值超过制造厂允许值，则产品必须返厂检查。
3.3 在设备投运前应严格进行交接验收试验。运行过程中必须严格按照规程进行例行试验，按周期对设备进行SF6气体湿度和分解产物测试，发现异常应立即停止运行。
3.4 定期开展红外线检测。红外线检测技术可以检测SF6气体绝缘TA内部固体绝缘材料局部放电引起的发热故障，但是准确性受故障部位和设备体积影响较大，可作为检测绝缘状况的辅助手段。
参考文献
[1]别长报，邵雪敏，石伟.一起220kV SF6电流互感器主绝缘击穿故障分析与处理[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2013（3）.
[2]干建丽.一起220kV SF6电流互感器故障原因分析[J].浙江电力，2015（3）.
关键词：电流互感器；故障；主绝缘
1 220kV SF6电流互感器故障形成原因
220kV SF6电流互感器的主绝缘是互感器的气体缝隙，220kV SF6电流互感器凭借其简易的结构、高程度的绝缘能力、低运行维护量，广泛地应用在我国的电力系统中。但是随着我国电力系统的升级与发展，220kV SF6电流互感器在电力系统的使用中出现许多问题，影响电力系统的正常工作。例如：220kV SF6电流互感器出现接地故障、220kV SF6电流互感器发生绝缘热击穿问题。下面针对220kV SF6电流互感器易发生的故障进行原因分析。
1.1 绝缘热击穿
220kV SF6电流互感器正常使用时需要的电压较高，且通过电流互感器的电流较大，导致电流互感器中的绝缘体损耗较大，绝缘体的温度随着电流的增大不断升高。如果220kV SF6电流互感器中存在缺陷，会增加电流互感器热能的消耗，绝缘体在高温情况下连续工作，就会造成电流互感器绝缘热击穿现象。
1.2 局部放电损坏
220kV SF6电流互感器在正常工作过程中均匀分布其电压，若在在电流互感器生产过程中出现失误，会造成电流互感器中的电容板凹凸不平，电容板上的绝缘线缠绕不合格，致使电流互感器的电容绝缘处损坏。因为电容板下放的U型卡放置过于紧密，造成绝缘体发生变形，同时电容板两端的铝箔没有空隙，在进行真空注油时，会出现气泡，使电容板的电压分布不均匀，出现过强的局部放电。如果处理不及时，会造成电容芯棒绝缘发生击穿。
1.3 受潮
220kV SF6电流互感器在放置过程中如果没有密封，会导致电流互感器受潮，造成电流互感器内部的游离电加快放电速度，破会电流互感器的绝缘体。220kV SF6电流互感器中的U型电容芯棒的底部到油箱的距离很短，互感器受潮进入的水会堆积在电容芯棒下面，破坏绝缘体。220kV SF6电流互感器使用时间过长时，会击穿电流互感器的电容芯棒，甚至会造成爆炸发生。
1.4 绝缘干燥和脱气处理不彻底
220kV SF6电流互感器通过真空注油排出内部的气体，如果对电流互感器进行真空注油时没有控制好温度或者电流互感器内部空气依旧潮湿，脱气处理工作不彻底，在使用中，也会发生绝缘击穿现象，影响220kV SF6电流互感器的正常使用。
1.5 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。
2 具体分析一起220kV SF6电流互感器的故障情况
2.1 220kV SF6电流互感器故障总体情况
某发电厂运行中的1号主变压器差动保护动作，跳开1号主变220kV开关和1号机组灭磁开关。当天天气良好，220kV系统运行正常，无倒闸操作，故障前主变负荷较小。保护动作报文和故障录波图显示主变差动保护范围内发生A相接地故障。现场检查主变220kV开关端子箱时，发现端子箱内至主变220kV A相TA（电流互感器）二次绕组的电缆有烧黑现象，其中至第5组二次绕组的电缆芯烧断，对应的N相的电缆芯、端子排上连接片均烧断。
结果显示，A相TA绝缘电阻值明显小于另外两相，A相TA第2组、第5组二次绕组直流电阻值远大于其他二次绕组。据此判断，A相TA的主绝缘遭到了破坏，第2组、第5组二次绕组已烧损。
2.2 故障TA解体检查
故障TA为220kV SF6电流互感器，通过将故障TA返厂解体发现：
2.2.1 一次导电杆表面有放电痕迹，盆式绝缘子下部绝缘筒内无明显放电痕迹。
2.2.2 盆式绝缘子表面有放电痕迹，并且局部发生开裂。
2.2.3 屏蔽罩接地线中间多处熔断，而屏蔽罩接地线与头部屏蔽罩和二次接线板两者的连接处紧固且无明显放电痕迹。
2.3 故障原因分析
2.3.1 故障过程判断。从解体情况和产品结构进行分析，故障TA的屏蔽罩接地线与头部屏蔽罩和二次接线板两者的连接处紧固且无明显放电痕迹，屏蔽罩接地线的悬浮放电引起主绝缘放电的因素排除，故障源为支撑盆式绝缘子。局部放电在盆式绝缘子开裂处发生，放电导致电场不均匀，在长期运行电压的作用下，盆式绝缘子不断发生沿面爬电，主绝缘的绝缘强度不断下降，最终导致主绝缘的放电击穿。主绝缘击穿后，屏蔽罩电位抬高，屏蔽罩接地线中间多处断裂，同时屏蔽罩内的第2组、第5组二次绕组与屏蔽罩间的绝缘击穿而烧损。
2.3.2 盆式绝缘子的放电原因。第一，污染绝缘面放电。污染绝缘面放电的主要原因为绝缘材料表面受潮，受潮后工频闪络电压明显降低。据研究表明，SF6气体中的水分在环境温度为-2-40℃条件下，相对湿度为50%时，会导致绝缘件工频闪络电压下降5%-17%，湿度越高，工频闪络电压下降越大。盆式绝缘子表面受潮的主要原因有：TA密封不严，外界水分侵入：SF6气体中含有水分；盆式绝缘子带来的水分。第二，绝缘子表面放电。盆式绝缘子的作用是支撑屏蔽罩和将屏蔽罩与一次导体高电压隔离，一般采用环氧树脂加A1203填料，经真空浇筑而成，具有以下几个特点：第一，有较高的拉伸强度、足够的硬度，但脆性也较大；第二，表面必须光滑平整、整洁；第三，支撑绝缘是一个支撑连接件，必须浇装有金属嵌件。而环氧树脂浇筑有金属嵌件时，它们之间的嵌接处容易产生微小缺陷，会削弱产品的强度和耐电性能，同时容易造成局部电场集中。
3 220kV SF6电流互感器的预防措施
3.1 制造厂家应加强质量控制，严把质量关，严格对每批次材料和零部件进行检验，防止盆式绝缘子在生产和装配工艺上的缺陷。产品在出厂前，应严格进行工频耐压试验和局部放电试验。
3.2 加强运输质量的控制和验收，在每台产品卜安装与冲撞相适应的振动记录仪110-120kV电压等级的安装1个，500kV电压等级的安装2个。若记录数值超过制造厂允许值，则产品必须返厂检查。
3.3 在设备投运前应严格进行交接验收试验。运行过程中必须严格按照规程进行例行试验，按周期对设备进行SF6气体湿度和分解产物测试，发现异常应立即停止运行。
3.4 定期开展红外线检测。红外线检测技术可以检测SF6气体绝缘TA内部固体绝缘材料局部放电引起的发热故障，但是准确性受故障部位和设备体积影响较大，可作为检测绝缘状况的辅助手段。
参考文献
[1]别长报，邵雪敏，石伟.一起220kV SF6电流互感器主绝缘击穿故障分析与处理[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2013（3）.
[2]干建丽.一起220kV SF6电流互感器故障原因分析[J].浙江电力，2015（3）.