目前生產(chǎn)的高壓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)常要對高壓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)將工作中常見的高壓互感器故障問題及處理措施作一介紹。
一、高壓互感器常見故障原因分析
由于儲油柜存在制造質(zhì)量等方面的問題，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，長期使用后會變質(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)，潮氣會進(jìn)入高壓互感器，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題，如110kV及以上電壓高壓互感器，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)高壓互感器爆炸；選用材料質(zhì)量不好，如220kV的電容型結(jié)構(gòu)電流高壓互感器，選用的電纜如果絕緣性能差則易引發(fā)故障，又如電壓高壓互感器支持絕緣板選用材料的吸水性大，加之沒有經(jīng)過浸油處理，絕緣性能就差，也易造成擊穿引發(fā)故障。電壓高壓互感器器身支撐板質(zhì)量不良，運(yùn)行時(shí)開裂，發(fā)生局部放電繼而擴(kuò)展成對地?fù)舸４壥诫妷焊邏夯ジ衅麒F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；對有雙鐵芯的電壓高壓互感器，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。高壓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。
高壓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)檢測高壓互感器故障的方法
1、通過油的色譜分析可以判斷出高壓互感器局部放電和過熱性故障。
2、當(dāng)高壓互感器密封不良受潮時(shí)，如果絕緣電阻測量值降低即說明繞組整體或局部受潮或劣化。對電容型電流高壓互感器，如果末屏對地絕緣電阻低于1000mΩ，則應(yīng)測量末屏對地的tgδ，當(dāng)其值超過3時(shí)，則高壓互感器底部可能有水，同時(shí)應(yīng)注意與高壓互感器歷年來的數(shù)據(jù)作比較和綜合分析。
3、電容型電流高壓互感器主絕緣電容量與初始值比較，如差值超過±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)大于高壓互感器絕緣材料的介電常數(shù)，故實(shí)測的電容量比未進(jìn)水受潮時(shí)大；當(dāng)局部放電而使電容元件擊穿時(shí)，電容量會因元件減少而增加，所以測量末屏電容量的大小是監(jiān)測電容型電流高壓互感器絕緣的重要方法。
4、用tgδ診斷高壓互感器的絕緣狀態(tài)。
1)、tgδ分析要注意監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要重視其增長率。例如實(shí)測某電容式電流高壓互感器的tgδ為1．4％(《規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)為1．5％)，兩年前實(shí)測該高壓互感器的tgδ為0．41％，其增長值達(dá)3．4倍，但如果認(rèn)為本次測量值未超標(biāo)，就不予以重視，結(jié)果必然會導(dǎo)致互感2S發(fā)生故障，筆者甚至認(rèn)為高壓互感器tgδ的增長率比其絕對值更為重要和關(guān)鍵。此外對此類高壓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。如某電流高壓互感器主屏的tgδ=0．3％，絕緣電阻R=5000mΩ，末屏對二次及地的tgδ=4．1%，絕緣電阻R=150MΩ，說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。對于油紙絕緣的高壓互感器。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，(電工技術(shù)之家 www.dgjs123.com)因此在此溫度范圍內(nèi)油紙絕緣的tgδ應(yīng)無變化，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LCLWD3-220型電流高壓互感器，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％的一臺無變化，tgδ為0．18％的一臺則上升為1.1％。這說明初始值為0．18％的電流高壓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。良好絕緣的高壓互感器，其tgδ隨電壓升高應(yīng)無明顯變化，如果有變化則說明絕緣存在缺陷。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±3％，則該高壓互感器就不宜繼續(xù)運(yùn)行。
4)、測量電壓高壓互感器絕緣支架tgδ的重要性．串級式電壓高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。近幾年來的運(yùn)行情況表明：絕緣支架的tgδ大于10％的高壓互感器，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。串級式電壓高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)生的測量誤差被屏蔽，則一次靜電屏對二次和輔助二次繞組及絕緣支架的tgδ均檢測不到，但可測量到下鐵芯柱上一次繞組對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)，則可以斷定該高壓互感器必有缺陷。
三、110kV及以上高壓互感器故障的處理方法
110kV及以上有缺陷的高壓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。對于器身受潮輕微且只能在現(xiàn)場處理的，一般采用真空熱油循環(huán)處理，當(dāng)熱油進(jìn)入高壓互感器內(nèi)部后，絕緣介質(zhì)受熱，其內(nèi)部水分就會蒸發(fā)，由高壓互感器頂部及濾油機(jī)排出，通過不斷的循環(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。
對儲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改變密封性能；對二次板受潮導(dǎo)致的tgδ偏大的問題，可以通過更換原二次接線板，更改二次出線小套管的辦法解決。
四、總結(jié)
通過對高壓互感器的檢查及對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，可以判斷出高壓互感器的故障情況，從實(shí)際對故障設(shè)備的解體大修情況來看，與筆者所述基本吻合，但高壓互感器的故障情況種類繁多，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)。
