维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年１月 电力设备 Ｊａｎ．２００７ 第８卷第１期 Ｅｌｅｃｔｄｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＶＯＩ．８ ＮＯ．１ Ｓ Ｆ６气休电流酉感 运行情况分析 及技 发展现》Ｉ犬 邹建明 （华中电网有限公司技术中心，湖北省武汉市４３００７７） 摘要：主要对ＳＦ６气体电流互感器的运行情况进行了总结分析，分析了ＳＦ６气体电流互感器的特点，ＳＦ６气体电流互感 器的故障及障碍情况，目前在制造、安装、运行维护中存在的主要问题及预防ＳＦ６气体电流互感器事故的主要措施，并对 电流互感器今后的技术发展进行了展望。 关键词：ＳＦ６气体电流互感器；ｉｇ行情况；预防措施 中图分类号：ＴＭ４５２ ０引言 电流互感器作为电网中不可缺少的设备，在电网 运行中扮演着重要的角色。随着电网的快速发展，电 流互感器在电网中的数量也呈几何级数增长。２２０ ｋＶ 及以上电压等级的电流互感器主要是油浸式电流互感 器和ｓ 气体电流互感器；１１Ｏ ｋＶ及以下电压等级的电 流互感器主要是油浸式电流互感器和干式电流互感 器。随着近几年人们对ｓＦ６气体电流互感器的深入认 识，ｓＦ６气体电流互感器的应用快速增长，已远远超过 油浸式电流互感器的发展速度。但随着电流互感器 １一壳体；２一一次导杆；３一绝缘支撑；４一电容均压环；５一瓷套； 的广泛应用，电流互感器的事故和障碍也随之增多， ６一安全帽；７一二次线圈；８一屏蔽电极；９一安全阀； 包括ＳＦ 气体电流互感器近几年也出现了不少的 １０一二次引线管；１１一电容锥；１２一二次引线； 事故。 ｌ３一密度继电器；１４一底座 图ｌ ｓＦ６气体电流互感器结构示意图 １ ＳＦ６气体电流互感器特点 接地引下线接于二次出线板的接地端子上，供接地使 油浸式电流互感器的绝缘介质为绝缘油，ＳＦ 气 用。产品内部带有改善电场的屏蔽件，外带电容均压 体电流互感器的绝缘介质为ｓＦ６气体。相对于绝缘油 环改善电场分布。 而言，ＳＦ 气体绝缘强度高，在正常情况下干净无害。 １．１ 电气性能 ｓＦ 气体具有优良的电绝缘性和灭弧特性，常压下其绝 ｓ 电流互感器内部充有绝缘性能优良、稳定性 缘能力为空气的２．５倍以上，其灭弧能力相当于相同条 好的ｓＦ６气体，电场经优化设计、场强均匀、绝缘裕度 件下空气的１００倍，因此，在电力工程中得到了广泛的 大、介质损耗及局部放电小。套管采用增强纤维筒外 应用。ｓＦ６气体电流互感器的结构如图１所示。 表浇注硅橡胶伞裙的复合绝缘套管。其主要优点 ｓＦ６气体电流互感器采用倒立式结构。金属外壳 如下： 连同其内部所装的二次绕组一并固定在瓷套上端，金 （１）由于采用防爆膜片，可以使绝缘套管在发生 属外壳上有一次出线端子及联结板，瓷套下端由产品 内部故障的情况下不会断裂，避免了由于瓷碎片飞出 底座支撑，二次绕组引线经瓷套中的二次引线管一直 或喷油（指油浸式电流互感器）所造成的继发性损坏， 到产品底座中的二次出线板上。一次绕组是由一导 因此安全性能好。 电管和一导电杆组成，导电杆从导电管中心穿过。当 （２）主绝缘采用同轴圆柱形均匀电场结构。一 单独使用导电管时，一次绕组即为一匝（并联）；当使 次导杆、二次屏蔽、壳体相互构成同轴圆柱形均匀电 用联结板将导电管、导电杆串联时，一次绕组即为２ 场。主绝缘间隙裕度较大，如５００ ｋＶ ＴＡ产品的绝缘 匝（串联）。二次绕组全部用金属筒加以屏蔽，其屏蔽 间隙至少保证为１５０ ｍｍ。 维普资讯 http://www.cqvip.com ２６ 电力设备 第８卷第１期 （３）分压结构采用中间分压屏，中间分压屏与高 压和低压之间均为纯ＳＦ 气体绝缘。 表１ ２００５ ｓＦｅ年电流互感器在运情况统计表 电压等级ＳＦ６气体电流占ｓＦ 气体电流互感占相应电压等级总 （４）复合式绝缘套管重量轻，便于运输和安装， ／ｋＶ 互感器台数／台器总数的百分比／％ 台数的比例／％ 减少了安装时损坏的可能性。 （５）硅橡胶伞裙易于造型，可适当增加绝缘套管 的表面爬电距离。 （６）复合式套管机械强度高、弹性好，具有较高 的抗地震性能。 （７）耐污秽性能好，可用于环境条件较差的场 所，而不需要常清理或涂抹硅油。 （８）硅橡胶伞裙表面具有良好的憎水性，在淋雨 强度达５０ ｍｍ／ｍｉｎ时，仍不会形成连续水膜，提高了 体电流互感器才慢慢增加，并且随着ＳＦ 气体电流互 闪络特性和爬电特性。 感器制造技术的成熟和制造厂家的增加以及ｓＦ６气 １．２电磁性能 体电流互感器具有的优点，近几年ＳＦ 气体电流互感 ＳＦ 电流互感器为倒立式结构，漏抗小，提高了准 器的应用也得到迅速发展。从统计结果可以看出， 确级及额定输出。二次绕组数目多，可有多种组合方 ２００５年ＳＦ６气体电流互感器的增长比例远远超过油 式，可按用户需要抽头。电流互感器一次导电杆直径 浸式电流互感器。并且随着电压等级的上升，ｓ 气 大、长度短（２个支点距离近），散热条件好，因此温升 体电流互感器所占相应电压等级总台数的比例也随 低。短时电流（热稳定电流）大，能承受大的电动力（动 之上升。５００ ｋＶ电压等级的比例最高，为３９．１３％；以 稳定电流大）。 下依次为３３０、２２０、１１０ ｋＶ和６６ ｋＶ，分别为２７．８％、 ＳＦ 气体电流互感器相对于油浸式电流互感器有 １２．４６％、５．Ｏ５％和０．１３％。 定的优点，但近几年，随着ＳＦ 气体电流互感器运 行数量的增加，ＳＦ 气体电流互感器也相继出现了较 ３ ５Ｆ６气体电流互感器故障情况及存在的主 多的事故和障碍。但总的来看，ＳＦ 气体电流互感器 要问题 仍然是未来一段时间内的发展方向。 ３．１ ＳＦ６气体电流互感器故障及障碍情况 ２ ＳＦ６气体电流互感器在运情况 从１９９９—２００５年，ｓ 气体绝缘电流互感器共发 目前ＳＦ 气体电流互感器应用的最高电压等级 生故障２７次，其中５００ ｋＶ １７次，３３０ ｋＶ ２次，２２０ ｋＶ ６次，１１０ ｋＶ ２次，５００ ｋＶ电压等级发生的故障最多。 为５００ ｋＶ，在７５０ ｋＶ电压等级中，由于断路器均采用 具体情况如表２所示。 ＧＩＳ，电流互感器被集成在ＧＩＳ内，所以在７５０ ｋＶ变电 站，没有单独的ｓ 气体电流互感器。国家电网公司 表２ Ｓ 气体绝缘电流互感器故障统计情况 目前正在进行１ ０００ ｋＶ电压等级的试验示范工程建 年份 ５００ ｋＶ ３３０ ｋＶ ２２０ ｋＶ １１０ ｋＶ 合计 设，在１ ０００ ｋＶ电压等级的电网工程中，目前已确定 采用ＧＩＳ。因此在１ ０００ ｋＶ电压等级的电网中也将见 不到ＳＦ 气体电流互感器的身影。 截止２００５年底，国家电网公司ＳＦ 气体电流互感 器为１１ ４７３台，较２００４年增加１３８％。详细情况见表 １。表１括号中的数据表示比２００４年同增百分比。 根据统计结果，目前国家电网公司系统在运ＳＦ 气体电流互感器共计１１ ４７３台，其中以２２０ ｋＶ和 １１０ ｋＶ电压等级的居多，其次是５００ ｋＶ电压等级，最 后是３３０ ｋＶ电压等级和６６ ｋＶ电压等级。占ＳＦ 气 体电流互感器总数的百分比分别为４５．１％、３６．６％、 １５．４％、２．７％和０．１８％。 从表２的统计结果可以看出： 由于早期国内只有油浸式电流互感器的制造技 （１）电压等级越高，事故率越高。随着电压等级 术，所以早期所有的电流互感器都是油浸式，也造成 的升高，对ｓＦ６气体绝缘电流互感器的绝缘水平要求 了现在国内油浸式电流互感器占大多数的局面。后 也越高。如果制造厂家在所用材料、制造工艺和设计 来随着ＳＦ 气体电流互感器制造技术的引进，ＳＦ 气 方面存在问题，就会发生诸如电容屏绝缘爬电和击穿 年年５ １ ６ 姗咖１１维普资讯 http://www.cqvip.com 互感器专题 邹建明：ＳＦ 气体电流互感器运行情况分析及技术发展现状 ２７ 以及支撑绝缘子爆裂等绝缘问题。５００ ｋＶ电压等级 的ｓＦ６气体绝缘电流互感器事故基本上发生的是绝 缘事故就证明了这一点。 （２）２００５年的事故最多，其次是１９９９年。２００４ 的环境条件发生变化，特别是污秽等级的提高，使其 外绝缘爬电比距不满足要求，另外，部分电流互感器 的外瓷套结构及伞裙比较密集，容易引起外绝缘污闪 或雨（冰）闪事故。 年是电网飞速发展的高峰期，同时也是ＳＦ 气体绝缘 电流互感器投产数量最多的一年。２００５年发生事故 ４预防ＳＦ６气体电流互感器事故的主要措施 根据近几年ｓ 气体电流互感器事故的统计结 果，ＳＦ 气体电流互感器的主要问题在于内部绝缘问 题，比如电容屏绝缘爬电和击穿以及支撑绝缘子爆裂 的ＳＦ 气体绝缘电流互感器基本上都是２００４年投产 运行的。这从一方面说明，互感器数量越多，发生事 故的概率就越大。１９９９年由于ＳＦ 气体绝缘电流互 感器应用时间不长，制造技术还不是很成熟，工艺和 材料都不是很完善，所以事故较多，尤其是在５００ ｋＶ 电压等级。 除上述表中统计的事故外，近２年还相继发现 ｓＦ６气体含水量超标的情况。如某省有２个５００ ｋＶ 变电站，共计９台ＳＦ 气体绝缘电流互感器微水含量 超标；某５００ ｋＶ变电站３台ＳＦ 气体绝缘电流互感器 微水含量超标。这１２台产品均属同一厂家同一批次 的产品。微水含量超标的主要原因有２个：①由于产 品在生产期间在干燥处理过程中，真空泵速率不够， 导致产品内部真空度未达到工艺要求，产品真空处理 不彻底，特别是产品二次绕组上层间绝缘（菱格绝缘 薄膜）中含的少量微水残留，长时间运行后慢慢渗出， 使产品内ｓＦ 气体微水含量增大。②由于产品在顶板 大法兰处装设有分子筛（干燥剂），在运行的最初一两 年内渗出的水分都被分子筛吸收，因此，在最初投运 的２年内微水量没有显著增长。但随着时间的推移， 分子筛吸收的水分慢慢饱和，分子筛不再吸收水分， 导致ＳＦ 气体微水含量增大直至超标。 ３．２ ＳＦ６气体电流互感器存在的主要问题 （１）ＳＦ 气体绝缘的电流互感器运行可靠性不 高。从上述统计分析看，ＳＦ 气体绝缘的电流互感器 进入电网运行的产品日益增多，但因制造厂所用材 料、制造工艺和设计等方面存在问题，近年来在电网 内相继发生多起事故，事故主要原因是内部绝缘爬电 及击穿。近２年还相继发现ＳＦ 气体含水量超标 的情况。 （２）不适应电网发展的要求。随着电网的迅速 发展，系统短路电流不断增加，部分电流互感器的额 定短时热电流、额定动稳定电流和额定连续热电流已 不满足要求；随着电网的发展，系统中要求的保护动 作时间越来越短，特别是超高压电力系统中，要求切 除短路障碍时间达０．１ ｓ以下，此时的电流互感器处 在暂态工作状态，部分电流互感器的暂态误差已不能 满足要求；随着电网对电流互感器准确级、额定负荷 要求的提高，部分电流互感器准确级和额定负荷已不 能满足要求；部分电流互感器的二次绕组数量已不能 满足保护的要求。 （３）与环境条件不适应。部分电流互感器运行 等。为了使ｓ 气体电流互感器更好的发挥其优势 特点，更好的服务于电网，应在工厂监造、运输、安装、 运行维护等各个阶段对ＳＦ 气体电流互感器采取措 施，以防事故发生。 （１）要求制造厂采用铸铝合金制造电容屏接筒， 以免因为材质偏软导致电容屏接筒移位而发生放电 故障。电容屏接筒的固定螺钉应拧紧，防止螺钉松动 造成电容屏接筒移位。 （２）制造厂应加强对绝缘支撑件的检验控制，确 保支撑件满足在全电压下２０ ｈ无局部放电的要求。 此外，装配时应保证绝缘支撑件的工艺清洁度，保证 真空干燥的真空度，确保绝缘性能可靠。 （３）制造厂应采取有效措施，防止运输过程中内 部构４４（特别是电容屏接筒）震动移位，避免形成事故 隐患。 （４）进行安装时，密封检查合格后方可对ＳＦ 气 体电流互感器充气至额定压力，静止１ ｈ后进行ＳＦ 气体微水测量和老练试验。老练试验后应进行工频 耐压试验和局部放电试验。 （５）运行维护过程中，应重点巡视检查气体密 度表工况，检查ＳＦ 气体压力、泄露以及微水含量 情况。 ５电流互感器的技术发展 电流互感器从早期的低电压等级发展到现在的 ５００、７５０ ｋＶ，从单纯的油浸式电流互感器发展到现在 的油浸式、ＳＦ 气体式、电子式、固体绝缘式等多种形 式的电流互感器共存。经过几十年的发展，电流互感 器的技术得到了长足的发展，主要表现在以下几个 方面： （１）材料上。铁心材料由热轧硅钢片到冷轧硅 钢片再到高导磁冷轧硅钢片，使电流互感器的暂态保 护特性由差到好、准确度由低到高；绝缘材料不断更 新，绝缘材料的耐电强度越来越高，使电流互感器的 可靠性提高；绝缘介质由绝缘油发展到ｓ 气体。 （２）设计上。电磁场、温度场和设备抗短路能力 的计算，由模型实测到计算机精确计算，设计水平不 断提高。 （３）制造工艺上。电容芯子由手工制造到机械 维普资讯 http://www.cqvip.com ２８ 电力设备 第８卷第１期 加工，发展到计算机精确加工；加之全真空干燥设备， 使设备的可靠性提高、性能也较为稳定。 ６结论 （４）结构型式上。由正立式发展到倒立式，提高 （１）国家电网公司系统在运电流互感器目前以 了电流互感器的动热稳定性能，最大的动热稳定电流 油浸式居多，但２００５年ＳＦ６气体电流互感器的增长比 已分别达到６３ ｋＡ（３ ｓ）和１６０ ｋＡ；二次绕组数量由少 例远远超过油浸式电流互感器。同时随着电压等级 到多、额定负荷由小到大，满足了电网发展的需要；密 的上升。ＳＦ 气体电流互感器所占比例也随之上升。 封结构上由敞开式发展为全密封结构。 （２）随着电网的迅速发展，ｓＦ６气体电流互感器 （５）无线电干扰水平得到了大幅度的降低；噪声 的数量迅速增加，但从近年的统计数据来看，ｓＦ 气体 符合国标环境要求；对电力系统不产生谐波污染。 电流互感器的事故和障碍有增加的趋势。５００ ｋＶ ｓＦ６ （６）技术标准和规范上。电流互感器的标准和 气体绝缘的电流互感器的事故率相对较高。 规范由ＪＢ ５７２～５７５—１９６４上升为国家标准 （３）今后一段时间，电流互感器仍将是ｓＦ６气体 ＧＢ １２０８－－１９７５《电流互感器》；１９８６年对国家标准进 电流互感器和油浸式电流互感器并存，但在高电压等 行较大幅度更改，修订为国家标准ＧＢ １２０８－－１９８７（电 级，ＳＦ 气体电流互感器的发展速度超过油浸式电流 流互感器》，等效采用了ＩＥＣ标准ＩＥＣ １８５、ＩＥＣ １８６； 互感器的局面，仍将维持很长一段时间。 １９９７年又对国家标准进行大幅度更改，修订为国家标 （４）总的来看，在电网的输变电设备中，电流互 准ＧＢ １２０８－－１９９７《电流互感器》，等同采用了ＩＥＣ标 感器的事故和障碍率相对较高，５００ ｋＶ电流互感器的 准ＩＥＣ１８５：１９８７和ＩＥＣ １８６：１９８７；２００２年ＩＥＣ新标准 选择范围较窄小。 对互感器标准进行了修改并采用了新的标准号 ＩＥＣ ６００４４—１《电流互感器》，我国电流互感器等同采 收稿日期：２００６。１２—２Ｏ 用ＩＥＣ新标准的报批稿已于２００３年定稿报批，不久 作者简介： 将颁布。现行的ＧＢ １２０８－－１９９７《电流互感器》增加 邹建明（１９６７一），男，高级工程师，主要从事高电压技术研究 了电容和介质损耗因数测量、绝缘油性能试验、密封 工作。 试验、绝缘热稳定试验、多次截波试验和机械强度试 验等多项试验项目，对电流互感器提出了更高的要 （责任编辑赵杨） 求，确保了其安全可靠性。 Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＳＦ６ Ｇａｓ Ｆｉｌｌｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ＺＯＵ Ｊｉａｎ‘ｒｕｉｎｇ （ＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｅｎｔｅｒ ｏｆＭｉｄ。ＣｈｉｎａＯｒｉｄ Ｏｏ．Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａａ４３００７７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ＳＦ６ ｇａｓ ｆｍｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｉｔｓ ｅｈａｒａｃｔｅｒ￣ｔｉｅｓ ａｎｄ ｉｔｓ ａｃｃｉｄｅｎｔ ａｎｄ ｆａｕｌｔｓ ａｒｏ ｓｕｍｍａｒ￣ｘｌ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅ ｍｍ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ｍｏｕｎｔｎｉｇ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｍｔｃｉｌａｎｃｃ ｏｆ ＳＦ６ ｇａｓ ｆ＇ｌｆｌｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ ａｎｄｉｔｓｆａｕｌｔｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｍ儡ｓⅧ船缸ｅａｌｓｏ ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ．Ｆ ａＩ ｔｈｅｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＳＦ６ ｇａｓｆｄｌｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ ａｒｅ ｄｉｓＣＵＳＳｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＦ６ ｇａｓ ｆ＇ｌｆｌｄｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ·综合信息· 中国首个自主知识产权秸秆直燃发电项目投运 据中国节能投资公司透露，中国首个拥有自主知 合理利用和节约能源，而且对增加农民收入、促进地 识产权的国产化秸秆直燃发电示范项目于２００６年１２ 方经济发展，都将起到巨大推动作用。 月２０日点火运行。 记者从中国节能投资公司了解到，中国秸秆资源 这个在江苏宿迁的国家示范工程，一期总投资 丰富，合理充分利用秸秆资源可大量节约能源。如果 ２．４８亿元，每年可燃烧秸秆１７万一２Ｏ万ｔ，节约标准 将目前废弃的部分（约Ｉ．４亿ｔ／，年）作为秸秆发电燃 煤９．８万ｔ，外供电力１３ ２００万ｋＷｈ，当地农民可增收 料，那么每年可节约Ｉ亿ｔ标准煤。 ５ ０００多万元。 中国节能投资公司是由国资委监管的中 投资方中国节能投资公司总经理杨新成说，秸秆 央企业，主要在节约能源与环境保护领域投资。 发电不仅有利于改善中国能源结构、保护自然环境、
