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标题	对倒置式电流互感器末屏接地不良缺陷的局部放电特性的研究
范文	张明举+高振国 摘 要 针对电流互感器末屏接地不良的绝缘缺陷，在实验室构建实验模型，并通过“末屏法”分析了倒置式CT末屏接地不良的局部放电特性。 中图分类号 TM7 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）161-0131-03 自2007年国家电网公司电流互感器设备事故统计分析，在油浸式CT常见的故障五分之一是由于末屛接地不良或者末屏断线引起悬浮电位放电，此类局部放电的发展过程不同于一次绕组与其出线端子之间的连接松动引起的尖端放电[1-3]。末屛接地不良对地会形成一个电容，这个电容远小于电容屏本身的电容，按照电容串联原理，将在末屛与地之间形成很高的悬浮电压，造成末屛对地放电，烧毁附绝缘物，另外零屏、地屏接头松动也会造成末屏接地不良缺陷事故[4，5]。 1 油浸倒置式CT的结构 油浸倒置式CT的结构如图1所示[ 6 ]。 油浸倒置式CT的圆形铁心外罩内安装了二次铁芯线圈，二次线从与铁心外罩直接焊接的圆柱形金属管中引出（金属管在运行中是直接接地的），在铁心外罩和圆柱形金属铝管外部有一个绝缘层，绝缘层内的主电容是由若干电容屏构成的，在绝缘层最末端的一层电容称为“末屏”，末屏一般连接与设备的高压端。从结构上来看，高压端对铁心外罩和金属铝管分别有一个电容，且二者并联构成主电容。靠近金属管最内侧一屏电容称“零屏”，零屏在运行中是接地的。CT正常运行的情况下，“零屏”与二次侧引线金属管同时接地，其等值图如图2所示。 末屏大多数情况下是接地的，只有在测试时才允许存在解开的情况，但这种测量方法是不安全的。如果在末屏接的地线上安装一个穿心式电流传感器，就不会改变金属管末屏的接线方式，这样就大大提高了测试的安全性。油浸倒置式CT的绝缘缺陷往往首先体现为局部放电，放电信号会通过电容耦合到C1上，最终会以电流脉冲的形式从末屏接地线流入大地[7]。因此，安装在末屏接地线上的穿心式电流传感器可以感应到这个电流脉冲，从而实现对局部放电的在线监测[ 8 ]。在本文中这种方法称为“末屏法”。 2 试验平台的建立和PD特性 2.1 实验平台的建立 在实验室中搭建了油浸倒置式CT绝缘缺陷在线检测的试验平台，如图3所示。针对末屏接地不良设计了悬浮电位放电模型。通过大量的实验并与文献所得到的数据相比较，获得了倒置式CT缺陷的典型特性。通过测量放电脉冲下不同绝缘缺陷的阻抗，利用检测设备去分析放电脉冲的特征，监测设备采用河北天威集团生产的PD-check（型号为TWPD-2B）和示波器（Tektronix type TDS220）。 2.2 悬浮放电模型 常见的悬浮放电模型分为油中悬浮金属或纤维碎屑和悬浮电极两种，而末屏接地不良的放电发展过程与后者的机理一致。 实体模型如图4所示。 接地极接地为在油中悬浮电位的下端，通过气隙大小或油膜厚度控制悬浮接地的状态，上极为末屏高压电极的引出点，如上图所示中间加入1mm的空气间隙，可准确地模拟末屏接地不良的缺陷。因为放电波形取决于缺陷模型的构造形式。为实际模拟悬浮电极放电在本模型覆有绝缘纸板的地电极上放置可松紧式球间隙，相当于电容接地不良故障[9]。 2.3 PD特性 用TWPD-2B局部放电仪器和示波器，采集分析油浸倒置式CT末屏接地不良缺陷的模型。分别获得了PRPD谱图及频域图和波形图。PRPD谱图及频域图如图5所示，波形图如图6所示。 由图5悬浮电极放电脉冲PRPD谱图及频域图可知此类放电脉冲可分为高频和低频两部分，低频主要为5兆赫兹左右，高频在20M赫兹上下，且这种情况的放电过程和放电波形（如图6所示）与沿面放电的放电波形相比及其相似。但是脉冲幅值可达到500mV，存在时间一般较沿面放电短，约为150ns，且发展过程较沿面放电剧烈。 3 结论 本文在查阅大量相关文献的基础上，并基于真实的CT建立了试验平台，集中分析了油浸倒置式CT在末屏接地不良绝缘缺陷下的局部放电特性，主要结论如下： “末屏法”是在末屏接地线上安装电流传感器用来检测倒置式CT绝缘缺陷的局部放电信号； 末屛接地不良对地会形成一个电容，这个电容远小于电容屏本身的电容，按照电容串联原理，将在末屛与地之间形成悬浮电压，造成末屛对地放电； 悬浮电极放电脉冲PRPD谱图及频域图分为高频和低频两部分，这种放电过程和放电波形与沿面放电相似。 本文中提到的末屏接地不良的局部放电特性。应该与其他绝缘缺陷的放电特性相结合，进一步研究油浸式CT绝缘缺陷的模式识别方式，这对检测油浸倒置式CT潜在的绝缘缺陷有着重要的意义。 参考文献 [1]安冰，赵志山，李红亮，等.一起220kV油浸式电流互感器故障分析[J].电器制造，2014（11）：86-87. [2]连鸿松，郑东升.三起220kV油浸倒立式电流互感器爆炸原因分析[C].电力行业电力用油应用技术讨论会论文，2011，8：299-302. [3]叶景龙，杨菊，王磊.一起220kV油浸倒置式电流互感器事故原因分析[J].新疆电力技术，2013（4）：43-45. [4]褚文超.变压器高压套管末屏安全缺陷分析及处理方法[J].内蒙古电力科技，2014，32（1）：80-83. [5]杨坡，孟庆大，王建伟，等.变压器套管末屏接地缺陷分析及改进措施，2015（5）：61-65. [6]杨洋，许强，覃伟，等.油浸式电流互感器的缺陷分析和诊断方法[J].变压器，2013，50（5）：71-72. [7]钱国超，邹德旭，马仪，等.倒立电流互感器典型缺陷及制造关键工艺分析[J].电力电容器与无功补偿，2015，36（2）：73-77. [8]淡文刚，陈详训，郑健超.油中局部放电脉冲特性的测量和特征分析[J].电网技术，2000，24（6）：37-40. [9]沈煜，罗维.变压器套管末屏对现场局部放电测量影响分析[J].变压器，2009，46（10）：37-39. [10]刘通，薛永刚，赵煦，等.变压器内单一局放PRPD谱图统计参量的主成成分分析[J].南方电网技术，2014，8（5）：33-7.
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