隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的逐漸深入，電子式互感器的可靠性引起了相關(guān)各方的密切關(guān)注。有媒體曾爆出，近年來(lái)，作為首批建成的示范智能變電站項(xiàng)目核心元器件之一，電子式互感器接二連三被擊穿，發(fā)生爆炸事件，涉及湖南、云南、福建等地。甚至有人據(jù)此判斷，國(guó)家電網(wǎng)公司可能會(huì)放緩智能電網(wǎng)的推進(jìn)速度，等待新產(chǎn)品成熟。

但事情并沒(méi)有像此人所料那樣發(fā)展，對(duì)于這一問(wèn)題，國(guó)家電網(wǎng)公司給予了充分重視，并努力進(jìn)行改觀。

終于，在2013年初，受國(guó)家電網(wǎng)公司科技部（智能電網(wǎng)部）委托，電力工業(yè)電氣設(shè)備質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心公布，截止2013年2月1日，已有7個(gè)廠家的18臺(tái)電子式互感器樣機(jī)通過(guò)了性能檢測(cè)，這些廠家包括南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司、南瑞航天（北京）電氣控制技術(shù)有限公司、江蘇西電南自智能電力設(shè)備有限公司、許繼電氣股份有限公司、西安華偉光學(xué)技術(shù)有限公司、南京新寧光電工程有限公司、易能乾元（北京）電力科技有限公司，通過(guò)測(cè)試的產(chǎn)品類型則涵蓋了有源型、無(wú)源型，以及用于GIS的產(chǎn)品，電壓等級(jí)為110?kV和220?kV。

智能關(guān)鍵

實(shí)際上，為了提高電子式互感器質(zhì)量，早在2011年7月，國(guó)家電網(wǎng)公司科技部（智能電網(wǎng)部）、生計(jì)部、基建部、物資部、國(guó)調(diào)中心就共同組織開(kāi)展了電子式互感器性能檢測(cè)工作，對(duì)24個(gè)廠家的41臺(tái)產(chǎn)品進(jìn)行了性能檢測(cè)。2012年2月，其還在北京組織召開(kāi)了電子式互感器性能檢測(cè)情況通報(bào)會(huì)。

2012年1月，國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布了《關(guān)于切實(shí)加強(qiáng)電子式互感器運(yùn)行管理的通知》，指出在運(yùn)電子式互感器的故障率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)互感器，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行造成了一定影響。

2012年4月，中國(guó)電力科學(xué)研究院在武漢組織召開(kāi)《電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)設(shè)備技術(shù)規(guī)范》等4項(xiàng)國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)，對(duì)電子式互感器的檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)設(shè)備及相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行了全面規(guī)定，目的就在于使電子式互感器測(cè)試有法可依，保障投運(yùn)電子式互感器的質(zhì)量。

為一個(gè)設(shè)備舉行多次檢測(cè)、召開(kāi)多次會(huì)議，可見(jiàn)國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)電子式互感器產(chǎn)品的重視。而之所以這么重視是因?yàn)樵摦a(chǎn)品是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)之一。

據(jù)了解，為保證電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，人們需要對(duì)電力系統(tǒng)及其電力設(shè)備的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行測(cè)量，以便對(duì)其進(jìn)行必要的計(jì)量、監(jiān)控和保護(hù)?；ジ衅鞯淖饔帽闶菍⒏唠妷夯虼箅娏靼幢壤儞Q成標(biāo)準(zhǔn)低電壓或標(biāo)準(zhǔn)小電流，供給測(cè)量?jī)x器、儀表和繼電保護(hù)控制裝置。

近年來(lái)，智能電網(wǎng)已逐步成為電力行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，其核心便是智能變電站。智能變電站以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，需要自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能。而要實(shí)現(xiàn)這種測(cè)量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化、功能一體化、信息互動(dòng)化目標(biāo)，全部需要基于對(duì)電壓、電流的精確測(cè)量，電子式互感器即是實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行實(shí)時(shí)信息數(shù)字化的主要設(shè)備之一，在電網(wǎng)動(dòng)態(tài)觀測(cè)、提高繼電保護(hù)可靠性等方面具有重要作用，是提高電力系統(tǒng)運(yùn)行控制整體水平的基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的互感器多為電磁式互感器，自身存在絕緣性能差、動(dòng)態(tài)范圍小、易發(fā)生磁飽和等缺陷，而電子式互感器可以成功解決這些問(wèn)題。因此，在國(guó)家電網(wǎng)公司智能變電站試點(diǎn)階段，電子式互感器也得到了大規(guī)模試點(diǎn)使用。但由于此前相關(guān)技術(shù)規(guī)范缺乏，電子式互感器在投運(yùn)前未經(jīng)過(guò)全面有效的測(cè)試，導(dǎo)致其在實(shí)際運(yùn)行中暴露出故障率較高的問(wèn)題。

多方面原因?qū)е驴煽啃詥?wèn)題

據(jù)了解，截止2011年底，國(guó)家電網(wǎng)公司系統(tǒng)在運(yùn)電子式互感器共約2538臺(tái)，主要運(yùn)行在河南、山西、遼寧、江蘇等省。根據(jù)2011年國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)24個(gè)電子式互感器廠家的41臺(tái)樣品檢測(cè)，只有4臺(tái)通過(guò)全部試驗(yàn)，28臺(tái)產(chǎn)品在試驗(yàn)中出現(xiàn)故障，但完成了全部試驗(yàn)，9臺(tái)產(chǎn)品出現(xiàn)嚴(yán)重故障，無(wú)法完成試驗(yàn)，最終退出（見(jiàn)表1）。可見(jiàn)，目前，僅有少數(shù)制造商具備較為完善的生產(chǎn)條件、試驗(yàn)?zāi)芰?、質(zhì)量管控手段，產(chǎn)品質(zhì)量可信度較好。

第一輪檢測(cè)結(jié)束后，大多數(shù)企業(yè)對(duì)照檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，積極改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提升廠內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，?zhǔn)備第二輪檢測(cè)。2012年5月初開(kāi)始，國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)該類產(chǎn)品展開(kāi)了第二輪檢測(cè)。截至目前，其共分兩輪對(duì)24個(gè)廠家59臺(tái)次獨(dú)立式電子式互感器、10個(gè)廠家15臺(tái)GIS用電子式互感器樣機(jī)進(jìn)行了性能檢測(cè)。

“電子式互感器現(xiàn)階段最為突出的問(wèn)題就是可靠性。”中國(guó)電力科學(xué)研究院高電壓研究所研發(fā)工程師汪本進(jìn)表示，而可靠性問(wèn)題有的來(lái)源于產(chǎn)品的原理和結(jié)構(gòu)，如原理多樣、結(jié)構(gòu)迥異、關(guān)鍵器件可靠性差等；有的來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn)的滯后和缺陷，如檢驗(yàn)項(xiàng)目需要完善、試驗(yàn)?zāi)芰ω酱岣叩?；有的則來(lái)源于制造商方面，如其能力參差不齊、研發(fā)投入不足、出廠試驗(yàn)?zāi)芰η啡钡取?/span>

另外，不同類型的企業(yè)在檢測(cè)中的表現(xiàn)也不同。據(jù)悉，參與國(guó)家電網(wǎng)公司第一輪檢測(cè)的24家企業(yè)以國(guó)內(nèi)公司為主，只有2家國(guó)外公司，共6種企業(yè)類型，包括代理公司1家、研究機(jī)構(gòu)1家、制造商與高校合作2家、傳統(tǒng)互感器制造商4家、電子式互感器制造商14家、二次設(shè)備制造商2家。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，4臺(tái)通過(guò)全部檢測(cè)項(xiàng)目的樣品均來(lái)自具備一次、二次研發(fā)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹圃焐?。故障較為嚴(yán)重的產(chǎn)品集中在制造商與高校合作、傳統(tǒng)互感器制造商和新廠家，這三類廠家共5臺(tái)，占56%。有專家斷言，這類企業(yè)要具備生產(chǎn)質(zhì)量可靠電子式互感器的能力還需要相當(dāng)?shù)臍v程。

據(jù)汪本進(jìn)分析，傳統(tǒng)互感器制造商主要與高校開(kāi)展合作研究，由高校提供傳感部件以及二次采集和轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)，廠家憑借其在一次本體上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，拼湊出各種傳感原理和結(jié)構(gòu)的電子式互感器。因高?？蒲腥藛T缺乏電子裝置在變電站實(shí)際運(yùn)行的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，致使此類電子式互感器的故障多出現(xiàn)在二次部分。

二次設(shè)備制造商在電子電路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方面擁有先天優(yōu)勢(shì)，聘請(qǐng)少量一次本體設(shè)計(jì)人員或完全由自己設(shè)計(jì)電子式互感器的一次本體，此類電子式互感器的故障較多得出現(xiàn)在一次絕緣和動(dòng)熱穩(wěn)定方面。

而一些無(wú)行業(yè)背景制造商，由于完全沒(méi)有電力設(shè)備制造經(jīng)歷，只是在電子式互感器熱和智能電網(wǎng)熱中進(jìn)入電子式互感器研究制造領(lǐng)域，產(chǎn)品缺陷更多。

當(dāng)然參與檢測(cè)的企業(yè)還只是行業(yè)中的一部分，仍有大批傳統(tǒng)互感器廠家和其他行業(yè)制造商伺機(jī)進(jìn)入電子式互感器領(lǐng)域。對(duì)此，汪本進(jìn)提醒說(shuō)，制造商想要生產(chǎn)出過(guò)硬的電子式互感器產(chǎn)品，需要在技術(shù)儲(chǔ)備、技術(shù)及生產(chǎn)人員、實(shí)驗(yàn)手段、產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工藝文件、生產(chǎn)設(shè)備等方面下大功夫。

電磁兼容問(wèn)題最普遍

根據(jù)檢測(cè)，電子式互感器本身暴露出的問(wèn)題主要集中于電磁兼容、短時(shí)電流、溫度循環(huán)、絕緣擊穿等方面，其中最為突出的就是電磁兼容問(wèn)題。而出現(xiàn)電磁兼容問(wèn)題主要由于機(jī)箱屏蔽設(shè)計(jì)不合理；設(shè)備電源端口設(shè)計(jì)不合理，在浪涌抑制方面未采取合理措施或措施不當(dāng)。

汪本進(jìn)介紹說(shuō)，這主要由于企業(yè)對(duì)暴露在戶外強(qiáng)電磁環(huán)境的電子式互感器二次轉(zhuǎn)換器的電磁兼容考核方法和嚴(yán)酷等級(jí)設(shè)計(jì)不足；部分電磁兼容試驗(yàn)項(xiàng)目的技術(shù)參數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際存在較大差異，部分要求低于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況等造成的。

另外，電子式互感器檢測(cè)依據(jù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)本身在電磁兼容試驗(yàn)方面存在嚴(yán)重缺陷，導(dǎo)致通過(guò)型式試驗(yàn)的電子式互感器在網(wǎng)上運(yùn)行過(guò)程中仍頻發(fā)故障與事故。電磁兼容試驗(yàn)結(jié)果的等效性，不僅需要理論分析計(jì)算，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地檢測(cè)的同時(shí)，需要搭建仿真試驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，為進(jìn)行更加嚴(yán)酷等級(jí)的電磁兼容試驗(yàn)提供檢測(cè)依據(jù)。

有專家告訴記者，要改善這一問(wèn)題，需要提高機(jī)箱屏蔽效能，電源、信號(hào)外接端口應(yīng)采取濾波接入設(shè)計(jì)；采取抑制浪涌的元器件，防范浪涌沖擊騷擾產(chǎn)生的電磁干擾；在電源口增加濾波器，吸收浪涌過(guò)程回路產(chǎn)生的高頻干擾信號(hào)；改變電路結(jié)構(gòu)或采取屏蔽，減少敏感回路受傳導(dǎo)和輻射等高頻影響；改進(jìn)接地方式設(shè)計(jì)，克服地電位壓差和高頻信號(hào)干擾等。

針對(duì)電子式互感器暴露出的諸多問(wèn)題，汪本進(jìn)也給出了提高其可靠性的建議。如，提高過(guò)電壓沖擊能力，包括提出帶等電位梯度屏蔽結(jié)構(gòu)的小容量電子式電壓互感器分壓器結(jié)構(gòu)，減少大氣過(guò)電壓、操作過(guò)電壓對(duì)電子式電壓互感器二次系統(tǒng)的影響程度；有效降低電子式電壓互感器傳感器電容量，提高主絕緣可靠性；減少系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程中通過(guò)耦合電容器的脈沖電流，降低因地電位升高導(dǎo)致的采集單元故障率等。同時(shí)，提高二次部分可靠性，如采用具有自校準(zhǔn)功能的多冗余采集器設(shè)計(jì)，改善電子式互感器的可靠性和互換性；使采集器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)維護(hù)（熱插接）的功能，可在線更換任何一個(gè)故障或工作異常的模塊，非故障模塊自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，不影響電子式互感器正常的計(jì)量、測(cè)量、保護(hù)功能；采集器在線實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)與誤差校核的功能模式等。