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随着高新科技在电力系统的发展和应用,出现了许多新的电气设备。广东电网公司从2001年开始,在110kV~220 kV系统试用了一种新型的复合绝缘高压电流互感器(俗称于式电流互感器),该互感器的技术指标先进,并有体积小、质量轻、防火防爆、不污染环境、维护工作量少等优点,而且价格相对便宜。可解决传统的油浸式绝缘电流互感器存在的渗漏油、易爆炸、抗污闪能力低等老大难问题,因此具有很大的经济效益和深远的社会效益。
本文分析了电流互感器的基本原理及其性能要求,剖析了复合绝缘电流互感器的结构特点和主要技术特征,重点对110kV复合绝缘电流互感器的内绝缘(聚四氟乙烯复合硅油)和外绝缘(合成硅橡胶伞群)的绝缘性能进行了研究。通过列举大量的研究试验数据和运行资料,引入固体电介质击穿理论进行分析,证实聚四氟乙烯复合硅油是一种非常优良的复合绝缘材料,在电容式结构的产品中应用这种复合材料时,具有突出的优点。对于该型电流互感器的外绝缘(合成硅橡胶伞群),因其紧贴着内部的电容式绝缘,其表面电场分布比较均匀,有效地提高了沿面放电电压和污闪电压,降低了硅橡胶外绝缘材料的劣化率,提高了伞群的使用寿命。研究表明这种电流互感器的绝缘结构具有良好特性。
文中引入了绝缘老化模拟试验及等效计算方法,抽查了部分运行多年的设备,包括110kV及220kV的实际运行产品,以开展研究性试验和解剖检查。在设计场强3kV/mm的长期作用下,内绝缘的寿命达到30年以上;对运行了3年半的电流互感器进行抽查,其全部常规试验项目均满足出厂时的试验水平,证明了这种新型电流互感器具有较大的绝缘余度;解剖检查表明,聚四氟乙烯薄膜带洁白、光亮,包扎紧密,没有松动,表面无任何放电痕迹,金属电容屏边沿整齐,无任何放电引起的电蚀,尺寸无位移。
理论分析和试验研究证明,干式复合绝缘高压电流互感器的电气性能优越,设计裕度大,其可靠性和寿命均满足电网的运行需求。由于其性能价格比高,宜大力推广使用这种110kV干式电流互感器。对220kV干式电流互感器也可逐步使用。