尽管高压电流互感器制造工艺日趋成熟,产品性能也有较大提高,但部分企业的产品仍存在绝缘性能不好、抗老化能力差以及元器件质量不稳定等缺陷。因此,高压电流互感器产品的技术与质量,依然有待进一步提高和完善。
统计数据表明,高压电流互感器故障主要出现在绝缘上,其原因是绝缘材料质量达不到要求、绝缘包扎工艺不良以及雷击过电压击穿等。但不同绝缘介质及不同结构的产品又表现出很大的差异性。
油浸倒置式电流互感器
存在问题:目前,充油倒置式电流互感器在网上运行故障率较高,其原因是:由于互感器主绝缘层的厚度要根据电压等级确定,如果负荷增加及二次绕组数量增加将导致互感器外壳尺寸增大,使产品体积和重量增加,造成产品散热性能不好,产品的温升很难满足标准要求。
此外,倒置式互感器环部的主绝缘是包扎在组合好的二次绕组屏蔽罩外,如果屏蔽罩直线段尺寸过大,无法用机械设备进行纸带包扎,在手工包扎纸带时无法拉紧纸带,造成屏蔽筒内径处绝缘纸带松动、间隙变大,绝缘包扎质量有较大分散性,降低了产品的合格率,甚至在运行中造成绝缘击穿的重大事故。近几年互感器的主绝缘击穿,造成互感器爆炸危及周围设备的恶性事故屡有发生。
倒置式互感器为少油结构,取油样可能会造成互感器缺油,致使互感器绝缘暴露于油面以上,不及时补油会造成油中气体积聚增加,局放增大,从而导致绝缘击穿事故。
改进建议:制造商应在满足用户要求的前提下尽量减少互感器的绕组数量及各绕组的额定输出,以减小产品体积,降低制造难度,保证产品的绝缘可靠性。同时适当提高设计裕度,提高机包率和手工包扎质量,严格控制进厂原材料的质量。另外,制造企业在注油、干燥和试验期间,要严格工艺控制,并为用户提供详细的补油说明,必要时要给用户培训补油操作。
油浸正立式电流互感器
存在问题:油浸正立式电流互感器在我国有比较成熟的制造经验。其绝缘可采用机械包扎,工艺稳定性明显较倒置式电流互感器高。但由于结构复杂,不适用于500千伏及以上超高压电压等级。目前,正立式电流互感器所用的原材料质量普遍不高,且缺陷较多。油箱采用铁件涂漆、镀锌、达克罗等防腐处理后效果不佳,设备锈蚀现象比较严重,如果采用镀锌防腐,往往导致油中氢气超标。
改进建议:诚信是企业发展的基础保障,在日益激烈的市场竞争中,企业应避免偷工减料和设备“瘦身”现象。而要通过提高原材料质量,来提高该类电流互感器的质量。
充气式电流互感器
存在问题:由于充气式电流互感器的绝缘材料为六氟化硫气体,该气体的绝缘性能在均匀电场下很稳定且绝缘强度高。但该气体是《京都议定书》规定的禁止排放气体之一,因此,要保证气体密封要求,部件的加工尺寸和光洁度都应满足较高的技术标准。
目前,充气式电流互感器出现故障的主要原因有:加工件质量不好、有尖角毛刺、内部漆膜脱落、装配质量不好、密封差。
改进建议:制造商应加强对进厂零部件和原材料的检查,严格控制装配工序及装配环境的洁净度,改进密封结构,提高产品的密封性能。另外,加强真空干燥工艺控制,降低微水含量。
干式电流互感器
存在问题:干式电流互感器常用的绝缘材料为有机材料(聚四氟乙烯带)涂硅油,其性能及硅油在互感器的温升作用下易流失,造成绝缘层破坏,绝缘性能下降,这给电网安全运行带来隐患。
改进建议:制造商应改进绝缘结构,用环氧树脂代替聚四氟乙烯绝缘材料,实现真正的固体绝缘,保证产品绝缘性能的稳定,延长产品的使用寿命,最终达到免维护运行。
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高压电流互感器分类
目前,国内110千伏~500千伏电流互感器主流产品按绝缘介质分为充油式、充气式和干式电流互感器,按结构型式分为正立式和倒置式。