500kV电流互感器检修常见问题及解决办法

500kV电流互感器检修常见问题及解决办法

摘要：500kV电流互感器在运行中出现故障的主要原因是由于设备的材料、质量、装配等造成的，其会给电力系统的稳定运行带来极大的威胁。本文主要对500kV SF6电流互感器的故障原因进行了分析，并提出了一些相应的预防措施。

关键词：500kV；SF6电流互感器；故障原因；措施

一、SF6电流互感器的故障类型

SF6电流互感器的故障主要有 8 种类型，分别是: 主绝缘击穿、内部放电、瓷

套断裂、防爆膜破裂、气体泄漏、气体受潮、二次接线板老化、二次引线绝缘破

损等。其中主绝缘击穿、内部放电、瓷套断裂等三类故障对设备、系统及人身安

全的威胁最大，本文主要对这三种故障进行分析。

二、故障分析

（一）主绝缘击穿

造成 SF6电流互感器主绝缘击穿故障的主要原因包括:

1、设计不合理，导致 SF6电流互感器内部电位分布不均匀，局部场强过于集中。

2、电容屏连接筒材料机械强度不够，制造或安装工艺不良。导致电容屏在运输或安装过程中发生位移，引起内部场强发生变化。

3、二次绕组屏蔽罩因材质不良或安装存在缺陷，而发生破裂或屏蔽罩螺丝松动等。导致电场畸变，直接造成内部主绝缘击穿；或因产生局部放电并持续发展，最终造成内部主绝缘击穿。

4、支撑件的微小裂缝或气泡，以及支撑件的松脱等。支撑件的微小裂缝或气泡在运行电压的作用下，产生局放并发展至击穿。支撑件松脱后会造成内部间隙

距离发生变化，而导致击穿故障的发生。

5、异物造成主绝缘击穿。导致 SF6电流互感器主绝缘击穿的异物，可能是由

于连接筒和电容屏上端的开口圆筒之间在运输过程中磨擦所产生，也可能是因为

接触不良造成的局部放电所生成，还有可能是制造过程中混入杂质。这些异物散

落到电容屏外表面和玻璃钢内壁上，使得电容屏外表面和玻璃钢内壁的电场分布

发生畸变，产生持续的局部放电，最终造成了电流互感器内部绝缘击穿。

（二）内部放电

造成 SF6电流互感器内部放电的主要原因包括:

1、电容屏因固定螺丝松动而出现悬浮电位。

2、连接筒和电容屏上端的开口圆筒之间接触不良。

3、二次绕组屏蔽罩失地后，可能出现电位悬浮。

（三）瓷套断裂

造成 SF6电流互感器瓷套断裂的主要原因包括:

1、制造质量不良。瓷套断裂故障的发生与环境温度的急剧变化密切相关，但温度变化不会直接导致瓷套的断裂。理论计算表明，水压试验中采用带躯壳和带

两端盖板两种方式时，瓷套上应力分布大体一致，但在上法兰和瓷套的结合处，

带躯壳的瓷套上存在明显拉应力集中，这个应力值约是平均应力的 5 倍。该应力

区不是环形分布，在躯壳两个肩部以下对应的法兰瓷套结合处最大。温度急剧变

化时，SF6电流互感器内部的压力会相应发生变化。理论计算还表明，沥青缓冲

层对于降低温度导致的内应力作用非常明显。而发生断裂故障的瓷套无沥青缓冲层，因此最终发生了断裂。由于电瓷产品制造业属于劳动密集型产业，生产环节

多，手工操作多，产品的质量影响因素涉及面广，产品的生产流程、产品的配方、产品的生产工艺、产品的生产周期、产品的出厂检验等都对产品的质量起着决定

性的作用。因此电瓷产品的质量分散性相对较大，采用湿法工艺生产的电瓷产品

尤其明显。一般而言，采用等静压法（即干法）工艺，由于生产环节少，生产流

程相对简单，因此产品质量一般比较稳定。电瓷产品存在老化现象，根据国外研究，高硅瓷（普通瓷）质绝缘子的强度15 年就达到设计极限，而高铝瓷（高强瓷）质绝缘子的寿命则长得多，但也存在老化的问题。因此SF6电流互感器瓷套

的长期运行性能还值得进一步研究。

2、运输和吊装不当。理论计算表明，如果瓷套上产生裂纹，内压可能会进入裂纹面内，增加裂尖的应力，极易造成裂纹快速扩展瓷套断裂。若运输和吊装过

程存在剧烈振动，可能导致在互感器颈部瓷套等部位的材料损伤。因此在设备的

运输和吊装过程中，必须严格按照有关规定的要求进行。

三、预防 SF6电流互感器故障的措施

（一）主绝缘击穿故障

1、设备的生产制造阶段

（1）制造厂应提高产品的设计水平，新型产品投产前，应严格对内部的场强进行充分的理论计算和实际测量。

（2）SF6电流互感器生产制造应选择质量优异的材料和零、部件，严格对每

批次材料和零、部件进行入厂检验。对于电容屏连接筒材应充分验证其机械强度

和延展性，支撑件必须满足全电压下20h 无局部放电的要求。

（3）生产厂家应制订合理的装配流程，并要求工作人员严格执行，同时应切实保证厂房的环境条件满足装配要求。

（4）产品出厂前，应严格进行一次绕组的工频耐压试验、局部放电试验。必要时，订货单位应安排人员对产品的出厂试验进行现场监督。

2、设备的运输过程

（1）运输中，每台产品上应安装量程为 10g 的振动记录仪或安装振动子

（110kV～220kV 安装 10g的 1 只，330kV～500kV 安装 10g 和 20g 各 1 只），到达目的地后检查振动记录装置，若记录数值超过 10g 或 10g 钢球落下，则产品应返

厂检查。

（2）运输车辆的行驶速度应符合产品技术标准的规定。

3、设备的交接验收

1、在 SF6电流互感器现场安装完成后，投运前应严格进行一次绕组的老炼及

工频耐压试验。

2、有条件时，应对投运前的 SF6电流互感器进行局部放电试验。由于现场试

验背景噪声一般难以满足常规局部放电测试的要求，因此SF6电流互感器局部放

电试验通常只能在试验条件较好的试验室内进行。但随着特高频局部放电测试技

术的成熟，通过现场特高频局部放电测试，可能能够有效地发现 SF6电流互感器

内部的绝缘缺陷。

（二）内部放电故障

设备内部放电故障的最终结果将会导致主绝缘击穿故障的发生。因此，防止SF6电流互感器主绝缘击穿的措施，对防止设备内部放电故障同样有效。一些类

型的 SF6互感器，当屏蔽罩失地后，因电位悬浮也会发生内部放电故障。对于这

种类型的设备，在设备的出厂前和安装前，还应对二次绕组屏蔽罩的接地连通进

行检查。接地连通检查可采用电压电流法或电容量测试法。其中电压电流法适用