1999年3月11日对111#CT进行春检预防性试验, 试验中发现介损超标, 在现场通过各种试验对此CT进行测试, 判断其为电容屏受潮。其受潮原因是此台CT在出厂前, 电容屏干燥不彻底, 电容屏内层存有潮气, 经过多年运行后, 潮气不断外渗, 导致电容屏主绝缘整体受潮, 介损超标, 经过长时间干燥处理后, 介损符合规程规定, 其它试验项目合格, 现已投入电网运行。
1 试验数据分析
此台CT是于1999年2月出厂的型号为LCWB6-110型CT。其介损试验历年数据如表1。
从表1中看出, 此台CT 05年介损超标, 但电容量无明显变化。但总的看, 此台CT介损有逐年递增趋势, 且05年介损超标, 由此数据分析, 初步认为此台CT为受潮。
此台CT一次对末屏绝缘电阻为10000MΩ, 末屏对二次及地绝缘电阻为1000MΩ, 数据合格, 且与历年比较无明显变化。表2为绝缘油试验数据。
从表2中看出, 此台CT绝缘油试验合格。与历年数据比较无明显变化。可初步判断为电容屏受潮。
为了验证初步判断的正确性, 对此台进行分解试验, 将此台CT的油放掉, 瓷套和油箱也已拆除, 单独对电容屏进行介损试验, 试验数据如表3。
试验结果表明, 介损仍超标。即此台CT受潮部位为电容屏。
2 受潮原因分析
根据绝缘电阻和绝缘油试验合格, 排除了此台CT在运行中进水受潮的可能性, 初步认为其电容屏受潮的原因是出厂前电容屏干燥不彻底, 经多年运行后, 潮气外渗, 导致主绝缘整体受潮所至。
但为什么此台CT在出厂验收试验设有发现其受潮, 而在运行了几年之后才发现受潮现象呢?
为了解释上述问题, 首先从此台CT的结构入手。
此种型号的CT是一种电容式的电流互感器, 其原线圈是由扁铜线弯成U字型, 主绝缘是多层电缆纸和很薄的铝箔每层交替间隔制成的电容型绝缘。其电容型绝缘全部包绕在U字型的原线圈上, 缠绕紧密。在电容型绝缘的外面, 分别又套上两个绕有副线圈的铁芯, 其结构原理图如图1所示。电容型绝缘层间有电容屏, 电容屏内层与线圈相连, 外层接地, 构成一个同心圆柱形的电容器串。这些电容器的每层极间面积相等, 各层间厚度相等, 故每个电容器的电容量相等。其基本结构图如图2所示。
如果此台CT出厂时绕制过程中由于外界因素如:绝缘纸受潮、绕制绝缘纸的车间湿度大等原因而使电容屏受潮, 且出厂时干燥工艺不过关, 干燥时间短等原因造成干燥不彻底, 使靠近电容芯子的电容屏内层存有潮气, 那么此时进行介损试验时, 就会有下列情况。
假设此台CT受潮的那一部分电容量为C1, 介损为tgδ1, 而其余完好的电容量为C2, 介损为tgδ2, 其电容屏绝缘等效图如:图3, 则测量一次对末屏的总电容量Cx为:Cx=C1×C2/ (C1+C2) , 总的介损为:tgδx= (C1×tgδ2+C2×tgδ1) / (C1+C2) 。
由图3所示, C1与C2串联, C2由许多个电容器串联组成, 由结构可知, 各层电容器的电容量相等, 故可得C1远大于C2, 即C2<
1-一次绕组;2-电容层;3-副线圈及铁芯
1-电容芯子;2-绝缘层;3-极板4;-法兰套
即:总的介损tgδx近似等于完好部分的介损tgδ2。故此时测量介损时, 不能反映此台CT受潮的现象, 这也是此台CT在出厂验收试验时未发现受潮的原因。
又由于电容屏缠绕紧密, 电容屏内层存有潮气很难在短时间散发的, 只有经过多年的运行, 潮气不断外渗, 扩散均匀, 体积增大, 此时介损测量值才不断增加, 介损增加, 损耗也增加;损耗增加, 发热多, 反而使介损增加的更快, 如此恶性循环, 导致介损急剧增长极快。运行多年才表现受潮的原因。
3 干燥处理情况
将解体后单独的电容屏送入干燥炉进行干燥处理。干燥处理采用的是加热抽真空的处理方法, 它是一种先给CT加热, 边抽真空, 边干燥的处理方法。当干燥48小时后, 对其进行介损试验, 测得一组数据如表4。
表四数据表明, 此台CT电容屏在干燥短时间的情况下, 屏内潮气扩散的更快, 面积更均匀, 介损超标幅度更大。
由于此种干燥方法是在抽真空状态下靠辐射供热, 温度上升速度较慢, 故影响水分蒸发速度, 在加上此种CT的结构缠绕紧密, 水分外渗缓慢, 故要求干燥时间长, 于是将此台CT继续干燥, 干燥一星期, 即168小时后, 又对其进行介损试验, 测得数据如表5。
4 结语
此台CT受潮部位为电容屏, 在出厂前电容屏干燥不彻底, 经过多年运行后, 导致电容屏主绝缘整体受潮。介损试验具有较高的灵敏度, 能发现绝缘整体受潮的缺陷, 但对于缺陷所占总体积很小的设备反应不灵敏。采用加热抽真空的方法对此台CT进行干燥, 为达到预期的目的, 需要干燥时间很长。
摘要：本文介绍了某110kV变电站110kV111#CTB相介损超标的测试数据, 通过数据的分析, 得出该CT受潮的部位和原因, 并对受潮后干燥处理情况进行了初步分析。
关键词：电容式电流互感器 (CT) ,介损,受潮,干燥
参考文献
[1] 陈化刚.电气设备预防性试验方法[M].北京:水利电力出版社, 1994.
[2] 陈天翔.电气试验[M].北京:中国电力出版社, 2004.