目前生產(chǎn)的互感器大多不是全密封型，在密封性能上存在不少缺陷，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也不盡合理，在材料的使用、生產(chǎn)工藝方面也存在一定問(wèn)題，曾發(fā)生110kV高壓互感器因進(jìn)水受潮而被停用的現(xiàn)象，大修也較頻繁。筆者在實(shí)際工作中，經(jīng)常要對(duì)互感器是否有故障做出分析和判斷，以及采取相應(yīng)處理措施，現(xiàn)將工作中常見(jiàn)的互感器故障問(wèn)題及處理措施作一介紹。
一、高壓互感器常見(jiàn)故障原因分析
由于儲(chǔ)油柜存在制造質(zhì)量等方面的問(wèn)題，加之密封不良，致使其絕緣不良而可能引發(fā)爆炸，表現(xiàn)在有些儲(chǔ)油柜上蓋板較雹焊接不良、法蘭箱沿較雹螺距較大、加工工藝不精細(xì)致使接合面粗糙不平等。另外，如果使用的密封膠墊質(zhì)量不好，長(zhǎng)期使用后會(huì)變質(zhì)而失去彈性，甚至并裂，造成漏水而受潮。
吸濕器安裝不合理，如果年久失修，硅膠失效，當(dāng)氣溫突變濕度加大時(shí)，潮氣會(huì)進(jìn)入互感器，致使絕緣下降，水分進(jìn)入器身造成水擊穿。 器身設(shè)計(jì)、材料選用及加工工藝等存在問(wèn)題，如110kV及以上電壓互感器，多采用漆包線，有的繞制工藝不嚴(yán)，線圈變形，線匝交叉重疊，繞制時(shí)松緊不一，或?qū)娱g絕緣厚薄不均，就可能產(chǎn)生層間或匝間短路引發(fā)互感器爆炸；選用材料質(zhì)量不好，如220kV的電容型結(jié)構(gòu)電流互感器，選用的電纜如果絕緣性能差則易引發(fā)故障，又如電壓互感器支持絕緣板選用材料的吸水性大，加之沒(méi)有經(jīng)過(guò)浸油處理，絕緣性能就差，也易造成擊穿引發(fā)故障。
電壓互感器器身支撐板質(zhì)量不良，運(yùn)行時(shí)開(kāi)裂，發(fā)生局部放電繼而擴(kuò)展成對(duì)地?fù)舸?/p>
串級(jí)式電壓互感器鐵芯結(jié)構(gòu)有缺陷，夾緊螺桿有懸浮電位或螺線有尖角而引起局部放電；對(duì)有雙鐵芯的電壓互感器，如兩鐵芯間間距不夠，也可能造成運(yùn)行中爬電閃絡(luò)引發(fā)故障。
互感器的引出端子滲漏油或引出端子板絕緣不良也可能造成故障。
互感器故障除了制造、材料選用、設(shè)計(jì)和出廠試驗(yàn)把關(guān)不嚴(yán)等原因外，還與運(yùn)行維護(hù)不及時(shí)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題處理不及時(shí)，以及年久失修等有直接關(guān)系。
二、絕緣試驗(yàn)檢測(cè)互感器故障的方法
1．通過(guò)油的色譜分析可以判斷出互感器局部放電和過(guò)熱性故障。
2．當(dāng)互感器密封不良受潮時(shí)，如果絕緣電阻測(cè)量值降低即說(shuō)明繞組整體或局部受潮或劣化。對(duì)電容型電流互感器，如果末屏對(duì)地絕緣電阻低于1000mΩ，則應(yīng)測(cè)量末屏對(duì)地的tgδ，當(dāng)其值超過(guò)3時(shí)，則互感器底部可能有水，同時(shí)應(yīng)注意與互感器歷年來(lái)的數(shù)據(jù)作比較和綜合分析。
3．電容型電流互感器主絕緣電容量與初始值比較，如差值超過(guò)±5％則應(yīng)查明原因。當(dāng)進(jìn)水受潮時(shí)，因水的介電常數(shù)大于互感器絕緣材料的介電常數(shù)，故實(shí)測(cè)的電容量比未進(jìn)水受潮時(shí)大；當(dāng)局部放電而使電容元件擊穿時(shí)，電容量會(huì)因元件減少而增加，所以測(cè)量末屏電容量的大小是監(jiān)測(cè)電容型電流互感器絕緣的重要方法。
4．用tgδ診斷互感器的絕緣狀態(tài)。
(1)tgδ分析要注意監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要重視其增長(zhǎng)率。例如實(shí)測(cè)某電容式電流互感器的tgδ為1．4％(《規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)為1．5％)，兩年前實(shí)測(cè)該互感器的tgδ為0．41％，其增長(zhǎng)值達(dá)3．4倍，但如果認(rèn)為本次測(cè)量值未超標(biāo)，就不予以重視，結(jié)果必然會(huì)導(dǎo)致互感2S發(fā)生故障，筆者甚至認(rèn)為互感器tgδ的增長(zhǎng)率比其絕對(duì)值更為重要和關(guān)鍵。此外對(duì)此類(lèi)互感器還可以比較主屏和末屏的介損及絕緣電阻判斷受潮的程度。如某電流互感器主屏的tgδ=0．3％，絕緣電阻R=5000mΩ，末屏對(duì)二次及地的tgδ=4．1%，絕緣電阻R=150MΩ，說(shuō)明外層絕緣受潮但潮氣未進(jìn)入主絕緣，吊芯后發(fā)現(xiàn)箱底有水。
(2)tgδ與溫度的關(guān)系。對(duì)于油紙絕緣的互感器。tgδ與溫度的關(guān)系取決于油紙的綜合性能，良好的絕緣油是非極性物質(zhì)，油的tgδ主要是導(dǎo)電損耗，隨溫度的升高指數(shù)上升，紙是極性介質(zhì)，其tgδ隨偶極子的松弛而損耗減小，故紙的tgδ在-40～60℃的范圍內(nèi)隨溫度增加而減小，因此在此溫度范圍內(nèi)油紙絕緣的tgδ應(yīng)無(wú)變化，不必進(jìn)行溫度換算，當(dāng)溫度上升到60～70℃及以上時(shí)，電導(dǎo)損耗的增長(zhǎng)占主導(dǎo)地位，tgδ便隨溫度的升高而增大，此時(shí)就需進(jìn)行溫度換算，而不宜簡(jiǎn)單采用充油式設(shè)備的換算方式。
當(dāng)油紙中殘存有較多水分與雜質(zhì)時(shí)，tgδ與溫度的關(guān)系就不同于上述情況，此時(shí)介質(zhì)損耗以離子電導(dǎo)損耗占主導(dǎo)地位，tgδ隨溫度的升高而明顯增大。如兩臺(tái)LCLWD3-220型電流互感器，接通50％的電流5h，比較通電前后tgδ的變化情況為：tgδ初始值為0.53％的一臺(tái)無(wú)變化，tgδ為0．18％的一臺(tái)則上升為1.1％。這說(shuō)明初始值為0．18％的電流互感器絕緣已有缺陷，故其tgδ隨溫度的升高而增大。因此當(dāng)常溫下測(cè)得的tgδ值較大時(shí)，就應(yīng)該考察其較高溫度下tgδ的變化情況，若在較高溫度下tgδ有明顯增加，則其絕緣存在缺陷。
(3)tgδ與電壓的關(guān)系。良好絕緣的互感器，其tgδ隨電壓升高應(yīng)無(wú)明顯變化，如果有變化則說(shuō)明絕緣存在缺陷。因此在預(yù)試規(guī)程中規(guī)定了試驗(yàn)電壓由10kV升到Um／1.732時(shí)，如果tgδ的增減量超過(guò)±3％，則該互感器就不宜繼續(xù)運(yùn)行。
(4)測(cè)量電壓互感器絕緣支架tgδ的重要性．串級(jí)式電壓互感器的鐵芯具有一定的電位，由絕緣支架承受，一旦絕緣支架在生產(chǎn)壓制過(guò)程中工藝把關(guān)不嚴(yán)，在運(yùn)行中就有可能發(fā)生事故。近幾年來(lái)的運(yùn)行情況表明：絕緣支架的tgδ大于10％的互感器，解體后其絕緣支架均有缺陷，受潮嚴(yán)重的甚至可以捏出水；有的情況稍好，但中間也已分層，并可觀察到有放電痕跡；受潮較輕的絕緣支架表面有麻點(diǎn)狀變色，螺孔有放電痕跡。
串級(jí)式電壓互感器的密封不良則易進(jìn)水受潮，使得絕緣強(qiáng)度明顯下降，繼續(xù)運(yùn)行則可能引發(fā)層匝間和主絕緣擊穿故障；如固定鐵芯的絕緣支架材質(zhì)不好，分層開(kāi)裂內(nèi)部形成氣泡，則在運(yùn)行電壓的作用下氣泡發(fā)生局部放電，進(jìn)而整個(gè)絕緣支架閃絡(luò)。在實(shí)際工作中采用末端屏蔽法測(cè)量絕緣支架的tgδ時(shí)，此時(shí)一端及底座接地，如果小瓷套或二次接線板受潮臟污時(shí)產(chǎn)生的測(cè)量誤差被屏蔽，則一次靜電屏對(duì)二次和輔助二次繞組及絕緣支架的tgδ均檢測(cè)不到，但可測(cè)量到下鐵芯柱上一次繞組對(duì)二次和輔助二次繞組的tgδ，若該處的tgδ值大于2．5％則應(yīng)查明原因，若其值大于4％且增量較大時(shí)，則可以斷定該互感器必有缺陷。
三、110kV及以上互感器故障的處理方法
110kV及以上有缺陷的互感器的處理方法主要有吊芯檢查、修滲漏、更換密封墊、換油、真空干燥、結(jié)構(gòu)改進(jìn)等。
對(duì)于器身受潮輕微且只能在現(xiàn)場(chǎng)處理的，一般采用真空熱油循環(huán)處理，當(dāng)熱油進(jìn)入互感器內(nèi)部后，絕緣介質(zhì)受熱，其內(nèi)部水分就會(huì)蒸發(fā)，由互感器頂部及濾油機(jī)排出，通過(guò)不斷的循環(huán)達(dá)到干燥的目的。
采用真空干燥處理受潮器身時(shí)，真空度要維持在750mmHg柱以上，器身進(jìn)入烘房后，溫度要從低到高緩慢增加。溫度在40℃時(shí)烘48h，到60℃時(shí)烘48h，到75℃時(shí)48h，最后到95℃時(shí)，每小時(shí)應(yīng)探測(cè)絕緣電阻一次，當(dāng)其值在6～8h保持不變或變化不大時(shí)，則真空干燥完畢。實(shí)踐證明，把烘房上下限溫度調(diào)節(jié)在10℃時(shí)，干燥效果最好，應(yīng)當(dāng)注意的是在干燥過(guò)程中為防止密封墊受熱老化，要將其取下，并把一次末端和二次出線端小瓷套松開(kāi)。 對(duì)儲(chǔ)油柜密封不良及密封膠囊質(zhì)量較差的，可以采用加裝波紋膨脹器的方法來(lái)改變密封性能；對(duì)二次板受潮導(dǎo)致的tgδ偏大的問(wèn)題，可以通過(guò)更換原二次接線板，更改二次出線小套管的辦法解決。
四、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)互感器的檢查及對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，可以判斷出互感器的故障情況，從實(shí)際對(duì)故障設(shè)備的解體大修情況來(lái)看，與筆者所述基本吻合，但高壓互感器的故障情況種類(lèi)繁多，原因錯(cuò)綜復(fù)雜，還需要在運(yùn)行實(shí)踐中不斷總結(jié)、創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)。
