高壓SF6互感器交流課件

SF6氣體互感器引言隨著近幾年人們對高壓SF6氣體互感器的深入認識，SF6氣體互感器的應用快速增長，其中SF6氣體電流互感器，已遠遠超過油浸式電流互感器的發(fā)展速度。但隨著SF6互感器的廣泛應用，互感器的事故和障礙也隨之增多。CompanyLogo大綱提要本次交流主要對SF6氣體基本特性、SF6互感器的結構功能介紹,分析了SF6氣體互感器的特點，運行、檢修維護及存在的主要問題及預防SF6氣體互感器事故的主要措施，SF6氣體互感器的易出現(xiàn)的故障及障礙處理，并對互感器今后的技術發(fā)展進行了展望。CompanyLogo一、SF6氣體基本特性CompanyLogo1.1SF6氣體介紹SF6氣體互感器的絕緣介質為SF6氣體，0.25MPa壓力下就相當于絕緣油的絕緣特性，所以，相對于絕緣油而言,SF6氣體絕緣強度高。SF6

氣體正八面體分子結構，有極強的吸附電子能力，稱為負電性，比空氣高幾十倍，具有優(yōu)良的電絕緣性和滅弧特性。常壓下其絕緣能力為空氣的2.5倍以上,其滅弧能力相當于相同條件下空氣的100倍,因此,在電力工程中得到了廣泛的應用。CompanyLogo1.2SF6的氣體狀態(tài)參數(shù)SF6氣體的臨界溫度（即可能被液化的最高溫度）為45.6℃，在常溫時有足夠的壓力就可以液化。0.4MPa(20℃)時，對應的允許最低工作溫度為-37℃，-40℃時對應的最低允許工作表計氣壓為0.33MPa(20℃)。CompanyLogo1.4SF6高壓電器絕緣設計SF6高壓電器絕緣結構設計的兩個問題：一是SF6氣體間隙的絕緣特性；設計注意事項：零部件不能有尖角；努力避免棒-板間隙設計，采用電場稍不均勻的同軸圓柱形或同心球形結構設計。在稍不均勻的電場中，隨著電場距離的增大，擊穿電壓增長逐步變慢而出現(xiàn)電壓增長飽和的現(xiàn)象，因此不能單純靠增大間隙提高耐受電壓。CompanyLogo1.4SF6高壓電器絕緣設計二是SF6氣體中固體絕緣間沿面放電的特點：影響SF6中絕緣件沿面放電的主要因素是電場分布情況，最有效的辦法是改善棒的電場分布，降低最高工作場強，其次是表面清潔度、SF6電弧分解物及水分。CompanyLogo1.5SF6電器的氣體管理SF6氣體的管理包括氣體的雜質、水分及密封管理CompanyLogoSF6氣體的水分SF6氣體的水分管理水分進入設備的途徑：SF6氣體本身的水分，按國產氣體技術條件規(guī)定含水量（質量分數(shù)）不大于15×10-6（符合IEC標準）。產品零部件（尤其是絕緣件）中吸附的水分。在長期運行過程中，這部分水分會慢慢地釋放出來。充氣時，充放氣裝置如果干燥處理不好可能帶入水分。CompanyLogoSF6氣體的水分運行的產品，通過密封圈向設備內部滲入水分。設備雖然內部氣壓高于大氣壓，但就水分而言，外部的水分壓比開關內部要大得多，如果外界氣溫更高，則內外水分壓差更大，水分通過密封薄弱環(huán)節(jié)進入設備內部可能性更大。CompanyLogoSF6氣體的水分水分對絕緣性能的影響粗略的講，當水分不足以在絕緣物表面產生凝露時，產品的絕緣性能一般不受影響，在0℃及以下水分達到飽和氣壓時，在絕緣件表面會覆冰霜。冰霜是絕緣體，也不影響產品的絕緣性能。只有當水分在絕緣件表面產生凝露時，絕緣性能會顯著下降。這種現(xiàn)象常發(fā)生在氣溫突變時或設備補氣之后，當露水使固體絕緣表面閃絡電壓降低到正常運行電壓以下時，則固體絕緣表面勢必發(fā)生閃絡，引起故障。CompanyLogoSF6氣體的水分檢測水分的檢測方法建議采用微量水分分析儀來確定SF6的含水量。與儀器連接的管道在使用前應在烘箱中進行干燥處理，以排除水分，避免造成測量誤差。為避免測量工具含水分造成測量誤差，不宜使用氧氣減壓閥，應采用微型減壓閥。水分控制標準：新設備交接時不大于150uL/L,投運6個月時測量一次，以后1～3年測一次，SF6氣體含水量不超過300uL/L。CompanyLogo高壓SF6互感器介紹CompanyLogo2.1結構示意圖——SF6電流互感器CompanyLogo傳統(tǒng)油浸電容型，U形一次導體CompanyLogo2.2結構說明

現(xiàn)在流行的SF6氣體絕緣電流互感器多采用倒立式結構，由殼體、器身、硅橡膠復合絕緣套管、基座、防爆裝置及SF6密度繼電器等組成。器身包括鐵心、一次繞組、二次繞組及屏蔽，由盆式絕緣子支撐；二次繞組經引線屏蔽引至基座的二次接線盒；防爆裝置位于產品頂部；SF6密度繼電器位于基座內部。CompanyLogo110kV～500kVSF6電流互感器CompanyLogo220kV以上等級SF6電容式電壓互感器CompanyLogo2.3電流互感器主要部件介紹硅橡膠復合絕緣套管套管：高強瓷和復合絕緣套管，瓷質表面穩(wěn)定性較好，復合外套的抗污閃和抗震性能較好。國內廠家大多采用國產硅橡膠，做成單個傘裙，一節(jié)一節(jié)粘接在環(huán)氧管上而成。這種復合絕緣套管存在如下隱患：粘結界面性能差，易造成機械強度低、防水性能差，運行后介損增大、局放升高，長期運行易發(fā)熱，使用壽命短等隱患。德國瓦克WACKER液態(tài)硅橡膠，一次注射硫分段成型，大小傘裙。CompanyLogo2.3電流互感器主要部件介紹殼體：鐘罩式、T字形。殼體工藝：焊接和鑄造。兩種工藝比較：焊接過程容易變形，且焊接工藝不易控制，焊縫容易漏氣；低壓鑄造，一次成型，工藝性好，密封性能優(yōu)良。CompanyLogo鐘罩型、倒置式鐘罩型殼體比“T”字型殼體的電場分布更為均勻；倒置式結構一次導電桿直接從鐵心中央穿過；與正立式U型器身相比，一次穿心導體較短從而大大增加了熱、電動穩(wěn)定性，能滿足較大的動穩(wěn)定電流的設計要求，CompanyLogo2.3電流互感器結構介紹內部結構：內部結構：電容屏和金屬屏，電容屏工藝要求高，存在末屏接地不夠可靠、局放高等隱患金屬應力錐代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電容屏均壓的電場調節(jié)方式，不但使整體局放水平降低而且工藝易控制，還不會發(fā)生由于運輸中的振動造成電容屏變形或內部金屬件的磨擦引起污染，更可以提高產品的抗老化性能，有效解決了電容型結構的安全隱患。CompanyLogo小結SF6互感器內部充有絕緣性能優(yōu)良、穩(wěn)定性好的SF6氣體,電場經優(yōu)化設計、場強均勻、絕緣裕度大、介質損耗及局部放電??；金屬屏結構，硅橡膠復合絕緣套管為外絕緣的互感器具有電氣性能好、工藝簡單、運行可靠、檢修周期長、維護簡便、無爆炸和火災危險。CompanyLogo高壓互感器的發(fā)展動向向更高電壓等級進軍，我國近期將出現(xiàn)的輸電電壓為1000kV，因而高壓互感器應順利成章地擴展到新的電壓的等級。隨著全國電力系統(tǒng)聯(lián)網的發(fā)展，電網容量將越來越大，要求電流互感器向更高的參數(shù)方向發(fā)展，如220kV-500kV級產品額定電流超過5000A,熱穩(wěn)定電流63KA/3S。CompanyLogo高壓互感器的發(fā)展動向SF6互感器將獲得更為廣泛應用，我國城市電網設備的選擇注重小型化、無油化、免維護或少維護，而SF6高壓互感器具有防爆、阻燃、體積小、質量輕、制造簡單、維護方便等特點，因此將有廣闊的市場。樹脂澆注式互感器，已發(fā)展到220kV，估計不久將有更高電壓等級的樹脂澆注式互感器出現(xiàn)。一種全新原理的互感器——電子式互感器將走出科研性領域。CompanyLogo電子式互感器之一洛戈夫斯基線圈CSNVoltageandCurrentTransformerCompanyLogoCSN?voltageandcurrenttransformerCSN?voltageandcurrenttransformercombinesahighvoltageresistive/capacitivedividerandtwolowvoltagecurrenttransformer(standardvariant)withanoptical-digitaldatatransferbetweenthevoltageandcurrentsensorelements(insidetheremotedatamodule)andthecontrolroom(localcontrolmodule).Theoutputsignalsareavailableindigitaloranalogformatinthelocalcontrolmoduleforvariousperipheralunitslikeprotectionrelaysormeters.CompanyLogo500kV光電電子式互感器在500kV鄭州變電站掛網運行CompanyLogo電子式互感器磁光電流互感器MOCT-Magneto-OpticCurrentTransducerCompanyLogo光電式電流/電壓互感器用于組合電器高壓和超高壓組合電器是近年來設備向小型化方向發(fā)展的一種新型電氣設備，是介于常規(guī)敞開瓷柱式電氣設備（AIS）和氣體絕緣金屬封閉開關設備（GIS）二大產品系列之間的新系列產品，特點:以SF6斷路器為主體，與其他隔離開關/接地開關、電流/電壓互感器等電氣設備元件組合在一起，形成一個完整的高壓開關系統(tǒng)，具有斷路器、隔離開關/接地開關、電流/電壓互感器等多重功能，這是他與常規(guī)的僅有單一功能AIS的主要區(qū)別；CompanyLogo組合電器②只包括設備本體以及相應的二次控制、保護、測量裝置，不包括每個進（出）線間隔的母線，而且通常為單相設備，即高壓和超高壓組合電器的屋外配電裝置仍采用常規(guī)敞開式母線。因此，他不能壓縮配電裝置的橫向尺寸，只能壓縮配電裝置的縱向尺寸，設備相間距離和常規(guī)敞開式配電裝置相同，這是其與GIS的主要區(qū)別。CompanyLogoHPL型550kV超高壓組合電（Compact）1-垂直伸縮式隔離開關；2-數(shù)字式光電TA；3-HPL型斷路器；4-中心控制柜；5-接地開關CompanyLogoRESTCompanyLogo三、110（66）kV-500kV互感器運行規(guī)范110（66）kV-500kV互感器管理規(guī)范——國家電網公司發(fā)布CompanyLogoSF6互感器交接試驗項目針對SF6互感器的交接/檢修試驗項目：SF6氣體的含水量測量，微量水分析儀。SF6氣體的的泄漏試驗，檢漏測試儀。SF6氣體的的密度繼電器試驗。SF6氣體的壓力表校驗及監(jiān)視。密度繼電器校驗儀CompanyLogo110（66）kV-500kV互感器運行規(guī)范運行中應巡視檢查氣體密度，互感器年泄漏率應小于1%。若壓力表偏出綠色正常壓力區(qū)（表壓小于0.35MPa）時，應引起注意，并及時按制造廠規(guī)定停電補充合格SF6新氣（補氣速度為0.1MPa/h）。一般應停電補氣，個別特殊情況需帶電補氣時，應在廠家指導下進行。要特別注意充氣管道的除潮、干燥，以防止充氣24h后監(jiān)測到的氣體含水量超標。CompanyLogo110（66）kV-500kV互感器運行規(guī)范當氣壓接近閉鎖壓力，應停止運行，檢查防爆片有無微量泄漏，并通知制造廠及時處理。補氣較多時（在小于0.2MPa補氣），應進行工頻耐壓試驗（試驗電壓為出廠值80%～90%）。運行中應監(jiān)測SF6氣體含水量不超過300uL/L，若超標時應盡快退出，并通知廠家處理。充分發(fā)揮氣體質量監(jiān)督管理中心的作用，應做好新氣管理、運行及設備的氣體監(jiān)測和異常情況分析，監(jiān)測應包括SF6壓力表和密度繼電器的定期校驗。CompanyLogo四、110（66）kV-500kV互感器檢修規(guī)范110（66）kV-500kV互感器管理規(guī)范——國家電網公司發(fā)布CompanyLogo110（66）kV-500kV互感器檢修規(guī)范（三）SF6互感器。（小修）SF6互感器用SF6氣體作為主絕緣，互感器為全封閉式，氣體密度由密度繼電器監(jiān)控，壓力超過限值可通過防爆膜或減壓閥釋放。SF6互感器對密封要求很高，大修時除更換一些易于裝配的密封件外，不允許對密封殼解體，必要時返廠修理。CompanyLogo110（66）kV-500kV互感器檢修規(guī)范更換防爆片應在干燥、清潔的室內進行，更換前應將SF6氣體全部回收，然后用干燥的氮氣對殘余SF6氣體置換若干次，并經吸附劑處理后放置安全地方?；厥盏腟F6氣體應進行含水量試驗，當含水量超出500uL/L（20℃）時，要進行脫水處理。清除復合絕緣套管的硅膠傘裙外表積污，一般用肥皂水或酒精擦洗，嚴禁用礦物油、甲笨、氯仿等化學藥品。CompanyLogo110（66）kV-500kV互感器檢修規(guī)范檢查一次引線連接，如有過熱，應清除氧化層，涂導電膏或重新緊固。檢查氣體壓力表和SF6密度繼電器應完好，如有破損應更換新品，SF6氣體壓力低于規(guī)定值，應補氣。檢查一次接線板，如有松動應緊固或更換。大修返廠摘自110（66）kV-500kV互感器檢修規(guī)范CompanyLogo預防事故措施五、預防110（66）kV-500kV互感器事故措施第五章預防SF6氣體絕緣電流互感器事故措施110（66）kV-500kV互感器管理規(guī)范——國家電網公司發(fā)布CompanyLogo第二十三條SF6氣體絕緣電流互感器的安裝安裝時密封件檢查合格后方可對電流互感器SF6氣體至SF6氣體至額定壓力（0.39MPa～0.4MPa）,放置1h后進行SF6氣體微水含量和老練試驗。另注：電氣設備交接試驗標準要求：SF6氣體充入設備24小時后取樣，SF6氣體水分含量不得大于250uL/L（20℃體積分數(shù)）CompanyLogo第二十三條SF6氣體絕緣電流互感器的安裝老練試驗程序。加1.1.倍設備額定相對地電流10min，然后下降至0。施加1.0倍設備額定相對地電流5min，接著升至1.73倍額定相對地電流3min，然后下降至0。CompanyLogo第二十三條SF6氣體絕緣電流互感器的安裝老練試驗后應進行工頻耐壓試驗，所加試驗電壓值為出廠試驗值的90%。進行老練試驗和工頻耐壓試驗后，必要時應進行局部放電測量。投運前應進行SF6氣體泄漏試驗和含水量測定。CompanyLogo第二十四條運行維護要求CompanyLogo第二十四條運行維護要求運行中應巡視檢查氣體密度，互感器年泄漏率應小于1%。若壓力表偏出綠色正常壓力區(qū)（表壓小于0.35MPa）時，應引起注意，并及時按制造廠規(guī)定停電補充合格SF6新氣（補氣速度為0.1MPa/h）。要特別注意充氣管道的除潮、干燥，以防止充氣24h后監(jiān)測到的氣體含水量超標。CompanyLogo第二十四條運行維護要求當氣壓接近閉鎖壓力，應停止運行，檢查防爆片有無微量泄漏，并通知制造廠及時處理。補氣較多時（在小于0.2MPa補氣），應進行工頻耐壓試驗（試驗電壓為出廠值80%～90%）。運行中，SF6氣體含水量異常增大，應盡快查明原因。CompanyLogo第六章預防互感器運輸過程中發(fā)生事故措施五、預防110（66）kV-500kV互感器事故措施第六章預防互感器運輸過程中發(fā)生事故措施110（66）kV-500kV互感器管理規(guī)范——國家電網公司發(fā)布CompanyLogo第六章預防互感器運輸過程中發(fā)生事故措施第二十五條互感器應臥置裝車，其軸線與運輸方向一致，注意防振，可墊放橡膠之類緩沖物。第二十六條對SF6氣體絕緣電流互感器，在運輸過程中要檢查SF6氣體壓力應符合制造廠規(guī)定。一般制造廠規(guī)定SF6氣體絕緣電流互感器運輸壓力在0.05～0.1MPa之間。CompanyLogo第七章預防互感器事故的故障檢查程序第二十七條在每臺產品上安裝與沖撞相適應的震動記錄儀，110kV～220kV安裝1個，500kV安裝2個。若紀錄數(shù)值超過制造廠允許值10g，則互感器返廠檢查。第二十八條運輸應均速平穩(wěn)，按制造廠規(guī)定限速行駛。CompanyLogo第七章預防互感器事故的故障檢查程序第二十九條SF6氣體絕緣電流互感器故障跳閘后，先使用SF6分解氣體快速測試裝置，對互感器內氣體進行檢測，以確定內部有無放電。避免帶故障強送再次放電，擴大互感器損壞程度，給解體分析查找故障原因造成困難。第三十條參與解體操作的人員應注意SF6氣體分解物對人身和環(huán)境的危害，并應備有防護措施。CompanyLogo六、國家電網公司十八項電網重大反事故措施CompanyLogo10.3110kV～500kVSF6絕緣電流互感器10.3.1工廠驗收及出廠試驗要求應重視和規(guī)范氣體絕緣的電流互感器的監(jiān)造、驗收工作。如具有電容屏結構，其電容屏連接筒應要求采用強度足夠的鑄鋁合金制造，以防止因材質偏軟導致電容屏接筒移位。加強對絕緣支撐件的檢驗控制。出廠試驗時各項試驗包括局部放電試驗和耐壓試驗必須逐臺進行。CompanyLogo10.3110kV～500kVSF6絕緣電流互感器10.3.2運輸制造廠應采取有效措施，防止運輸過程中內部構件震動移位。用戶自行運輸時應按制造廠規(guī)定執(zhí)行。運輸時應注意防震，可墊放緩沖物體，并按制造廠規(guī)定勻速限速行駛。運輸時在每臺產品上安裝振動測試記錄儀器，到達目的地后應在各方人員到齊情況下檢查振動記錄，若振動記錄值超過允許值，則產品應返廠檢查。運輸時所充氣壓應嚴格控制在允許的范圍內。CompanyLogo10.3110kV～500kVSF6絕緣電流互感器10.3.3新安裝互感器的投運進行安裝時，密封檢查合格后方可對互感器充SF6氣體至額定壓力，靜置1h后進行SF6氣體微水測量。氣體密度表、繼電器必須經校驗合格。氣體絕緣的電流互感器安裝后應進行現(xiàn)場老煉試驗（老煉試驗程序按照國家電力公司發(fā)輸電輸[2002]158號附件2的要求進行）。老煉試驗后進行耐壓試驗，試驗電壓為出廠試驗值的90％。條件具備且必要時還宜進行局部放電試驗。CompanyLogo10.3110kV～500kVSF6絕緣電流互感器10.3.4運行維護1～4年應對氣體密度繼電器進行校驗。運行中應巡視檢查氣體密度表，產品年漏氣率應小于1%。若壓力表偏出綠色正常壓力區(qū)時，應引起注意，并及時按制造廠要求停電補充合格的SF6新氣。一般應停電補氣，個別特殊情況需帶電補氣時，應在廠家指導下進行。CompanyLogo10.3110kV～500kVSF6絕緣電流互感器補氣較多時（表壓小于0.2Mpa），應進行工頻耐壓試驗（試驗電壓為出廠試驗值的80－90%）。運行中SF6氣體含水量不應超過300uL/L，若超標時應盡快退出運行。設備故障跳閘后，應先使用SF6分解氣體快速測試裝置，對設備內氣體進行檢測，以確定內部有無放電。避免帶故障強送再次放電。CompanyLogo預防SF6

互感器事故的主要措施小結優(yōu)先選用金屬屏結構產品，如果采用電容屏，注意電容屏接筒的固定螺釘應擰緊,防止螺釘松動造成電容屏接筒移位。加強對絕緣支撐件的檢驗控制,確保全電壓下20h無局部放電。此外,裝配時應保證絕緣支撐件的工藝清潔度,保證真空干燥的真空度,確保絕緣性能可靠?？煽康姆勒疬\輸，防止運輸過程中內部構件(特別是電容屏結構產品)震動移位,避免形成事故隱患。CompanyLogo預防SF6

互感器事故的主要措施小結安裝時,密封檢查合格后方可對SF6氣體電流互感器充氣至額定壓力,靜止24h后進行SF6氣體微水測量和老練試驗。老練試驗后應進行工頻耐壓試驗和局部放電試驗。運行維護過程中,應重點巡視檢查氣體密度表工況,檢查SF6氣體壓力、泄露以及微水含量情況。

CompanyLogo第二部分SF6氣體互感器常見故障及注意事項CompanyLogo2.1

SF6氣體互感器常見故障密度繼電器常見故障：密度繼電器漏油；密度繼電器報警。密度繼電器漏油，例如：密封墊老化。密度繼電器報警故障分析：密度繼電器溫度補償不靈敏導致指針指示不正常從而引起誤報警；密度繼電器接線盒密封不好長期暴漏在潮濕環(huán)境中，接線端子受潮生銹絕緣降低導致報警；氣體泄漏至報警點從而導致報警。CompanyLogoSF6氣體互感器常見故障報警處理辦法：首先更換一只合格密度繼電器，排除以上