电流互感器事故原因

电流互感器事故原因

近些年来，高压电流互感器的爆炸事故时有发生，严重威胁着电网的安全运行。例如，华东某电厂的220kV母联开关C相 LCLWD。一220型电流互感器事故爆炸起火燃烧，火焰高达horn以上。导致两台300MW机组停机，220kV正、副母线和5条出线全停，全厂出力由 735MW 突降到160MW，使某地区大面积停电，少送电量5×106kw·h以上。可见，电流互感器虽小，但爆炸造成的损失和影响却很大。因此，引起人们的广泛重视。本节将分析电流互感器发生事故的原因并指出诊断方法和预防措施。

事故原因分析。

（一）制造工艺不良

1．绝缘工艺不良

电容型电流互感器绝缘包绕松紧不均、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，都能导致运行中发生绝缘击穿事故。例如：

（l）某高压开关厂1985年后生产的654台LB～110型电流互感器，有不少由于制造中不注意质量控制，器身上有金属粉片、炭灰粉末及细砂粒、电容屏有搭接错位等，投运不到半年，油中氢气和甲烷含量急剧增加，测量发现局部放电严重，有的发生了爆炸事故。

��220型电流互感器，运行中于1988年7月发生C相爆炸（2）某变电所一台LCLWD

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事故。事故后解剖发现电容屏绝缘包扎外紧内松、形成大量凹槽，运行中产生局部放电，最后导致绝缘热击穿，引起爆炸。

（3）某变电所一台LCWB�220型电流互感器，在运行中发生爆炸事故。事故后解剖发现，电流互感器内部有四处放电烧伤痕迹，其中最严重处导线有破口，而且绝缘凹凸不平，电容屏铝箔上打孔处可见毛刺；主得铅箱包扎不均匀并有错位。

2．绝缘干燥和脱气处理不彻底

由于对绝缘干燥和脱气处理不彻底，电流互感器在运行中发生绝缘击穿。例如：

（1）某变电所三台LCLWD6�22D型电流互感器于1987年7月22日和23日连续发生爆炸，是典型的热不稳定因素造成的。这是因为电流互感器若不能保持高真空度，或处理时间不够，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）某变电所一台LB一110型电流互感器运行不到一年就发生爆炸事故。为查明原因，对运行不到半年的同型号、同厂家、同时期生产的电流互感器进行解剖发现，内部屏间有大量的X蜡，纸绝缘的颜色已变深，说明干燥不彻底，再加上没有进行真空注油，内部气体不能排出。在多种不良因素作用下，使之投运时间不长就发生爆炸。

4．在过电压下损坏

（1）铁磁谐振过电压。它是导致110～220kV串级式电压互感器损坏或爆炸的一种常见过电压。它是由断路器均压电容与母线电磁式电压互感器在某些运行状态下产生的串联铁磁谐振过电压。这种过电压大多数在有空母线的变电所，当打开最后一条线路的断路器时发生。

这种过电压造成电压互感器损坏或爆炸的原因是：

l）过电压幅值高。现场实测到的过电压为（1． 65～3） Uxg，在这样高的电压作用下，电

，这个电流将破坏绝缘。同时高压使得绝缘击压互感器的励磁电流急剧增加，有时可达80I

N

穿，造成互感器事故。

2）过电流数值大。当断路器的均压电容与母线电磁式电压互感器引起分频谐振时，虽然电压幅值并不高，但是磁通密度可达额定电压下的3倍，产生数值甚大的过电流，它将使得高压绕组绝缘严重受烤，从而损坏电压互感器，国内目前对前一种过电压研究较多，已引起充分重视，而对后一种过电压还很少引起重视。

研究表明，铁磁谐振过电压与断路器的均压电容、电压互感器的励磁特性、线路的分布电容有关。均压电容越大时，谐振越严重，过电压越高。电压互感器的励磁特性曲线越容易饱和时，谐振的概率越高，但过电压较低。有关单位曾做过对比试验，结果发现JCCZ一110型电压互感器的诸振发生概率远大于 JCC1一110型的电压互感器，因为前者铁芯截面小、磁通密度高、容易饱和，因而其事故居多。

（2）其他过电压。运行经验表明，电压互感器也有在雷电过电压、工频过电压下损坏或爆炸的情况。例如有的电压互感器在单相接地事故引起的电压升高的作用下，不到几分钟就爆炸了。按理，电压工感器应当能承受这些过电压，然而它却爆炸了，这只能说明这些电压互感器内部有隐患，如设计裕度小，材质和工艺差，若再加受潮，则很难承受这些过电压。（三）安装、检修和运行人员过失

常见的过失有引线接头松动、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，使色谱分析结果异常。例如：

(1）某发电厂主变压器已相的LB�220型电流互感器，1990年6月测得油中总烃为139ppm，检查发现为一次绕组与其出线端子之间的连接螺丝松动。

（2）某发电厂的一台LB-220型电流互感器，1990年7月测得油中氢气、甲烷、总烃的含量分别为1302、133．69、139．30PPm。检查发现该电流互感器色谱分析结果异常是由于检修后未采用真空注油造成的。

（ 3）某变电所一台 LB-220型电流互感器， 1988年9月测得油中的乙炔含量为4.13ppm，检查时发现末屏连接松动，产生悬浮电位，从而引起放电。

电流互感器事故诊断方法

（一）认真进行预防性试验

规程规定，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、介质损耗因数

tgδ和油中溶解气体的色谱分析等。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。表2－7列出了油纸电容式电流互感器的油中溶解气体色谱分析结果和判断检测缺陷的实例。

（二）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，所以规程规定，电流互感器在大修后或必要时按GB5583进行局部放电测量。110kV及以上油浸式互感器在电压力1.1Um/√3时，放电量不大于20PC。例如：

（1）某台220kV电流互感器，出厂试验和投运后历年的常规试验和高压介质损耗因数tgδ测量值均合格。而进行局部放电测量测出其放电量达1400PC（161kV），色谱分析的乙炔含量为1200Ppm。停运后吊芯检查发现在一次绕组的L1和L2二腿上部有lm长的沿面放电痕迹。

（2）某变电所一台LCLWD。一220型电流互感器，1977年底投入运行，1982年5月进行油中溶解气体色谱分析时发现：氢气、乙炔、总烃的含量分别为43153、10． 28、10461PPm。

表2-7 油纸电容式电流互感器的油色谱试验结果的综合分析和判断检出缺陷实例

局部放电试验表明，起始放电电压为98kV，在160kV时的放电量为150PC。初步判定油中溶解气体色谱分析结果异常是由于内部局部放电所引起的。为查明原因，加最高运行相电压146kV、历时35h后，听到内部有放电声，试验电压降到约13kV时，放电尚未终止，无法进行局部放电测量。吊瓷套解部时发现，该电流互感器电容屏击穿约86％，最大烧伤面积为230mm×180mm，放电碳通道长度达900mm。此电流互感器存在放电性故障的直接原因为电容得热击穿。

（3）某变电所一台 LCLWD

一220型电流互感器， 1981年底投入运行，1982年 9月进行

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油中溶解气体色谱分析时发现：氢气、乙炔、总烃的含量分别为6050、142、1310ppm，疑

此电流互感器有放电性故障存在。进行局部放电测量时发现：在140kV时有悬浮电位放电现

象发生，但不稳定。为查明原因，加最高运行相电压146kV，历时9.5h后，听到内部有放电声，局部放电起始放电电压仅为43kV，终止放电电压为39．5kV，在45kV时的放电量达3000PC，在63kV时的放电量达十万PC以上，吊瓷套解剖时发现，该电流互感器电容屏击穿约70％，最大烧伤面积为100mm×90mm，放电碳通道长度达1000mm以上，电容屏间绝缘纸上有大量X腊。

由上述可见，局部放电测量与油中溶解气体色谱分析结果对检测放电性故障具有一致性，有时它们还可以相互补充，更有效地发现电流互感器内部放电性故障。例如，对某台220kV

电流互感器进行色谱分析，其结果出现了乙炔，就重做局部放电测量，放电量为30PC。经吊芯检查，发现约有2mm直径的击穿点，击穿路径从末屏到器身的金属固定卡箍处（金属卡箍是接地的）。产生的原因是工频耐压时末屏未接地，电位高，导致未得对卡箍（接地）击穿。局部放电测量时，电流互感器末屏接检测阻抗，外壳接地，检测阻抗西端电压很低，放电现象．也无法重视，所以放电量不大。

电流互感器事故预防措施

预防电流互感器爆炸事故的措施，在产品选择、投运前的检测、密封改造、注油等方面的要求与电压互感器相似，此处不再赘述，下面仅介绍适用于电流互感器的预防措施。

（一）一次端子引线接头要接触良好电流互感器的一次端子引线接头部位要保证接触良好，并有足够的接触面积，以防止产生过热性故障。L

端子与膨胀器外罩应注意作好等电位连接，

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防止电位悬浮。另外，对二次线引出端子应有防转动措施，防止外部操作造成内部引线扭断。

（二）测试值异常应查明原因

当投运前和运行中测得的介质损耗因数tgδ值异常时，应综合分析电J与温度、电压的关系；当办随温度明显变化或试验电压由10kV上升到Um/√3，tgδ增量超过±3%时，应退出运行。对色谱分析结果异常时，要跟综分析，考察其增长趋势，若数据增长较快，应引起重视，将事故消灭在萌芽状态。

（三）保证母线差动保护正常投入

与b

为避免电流互感器电容芯底部发生击穿事故时扩大事故影响范围，应注意一次端于L

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的安装方向及二次绕组的极性连接方式要正确，以确保母线差动保护的正常投入运行，如图2一67所示。（四）验算短路电流

图2-67 L1与L2端子的安装方向及二次绕组的极性连接方式

（a）错误接法；（b）正确接法

根据电网发展情况，注意验算电流互感器所在地点的短路电流，超过互感器铭牌的动热稳定电流值时，要及时安排更换。

（五）积极开展在线监测和红外测温目前电流互感器开展的在线监测项目主要有：测量主绝缘的电容量和介质损耗因数tgδ；测量求屏绝缘的绝缘电阻和介质损耗因数tgδ测试经验表明，它对检测出绝缘缺陷是有效的。对红外测温，有的单位已在开展，现有测试结果表明，

它对检测电流互感器内部接头松动是有效的，但仍需积累经验。