一起500 kV電流互感器家族性絕緣擊穿故障分析

蓋海龍，孟慶承，劉 況，呂 楠，盛 禎

(國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 濟南 250118)

一起500 kV電流互感器家族性絕緣擊穿故障分析

蓋海龍，孟慶承，劉 況，呂 楠，盛 禎

(國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 濟南 250118)

根據(jù)變電站設(shè)備運行實際情況，結(jié)合某廠家生產(chǎn)的500 kV電流互感器絕緣擊穿故障案例，分析該類電流互感器絕緣擊穿的誘因，從技術(shù)要點和管理手段出發(fā)，切實提高設(shè)備安全運行可靠性，為預(yù)防高壓電力設(shè)備絕緣擊穿提供經(jīng)驗和借鑒。

電流互感器；絕緣擊穿；放電

0 引言

電流互感器(Current Transformer，簡稱CT)是超高壓輸變電系統(tǒng)的重要元件，與供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有密切關(guān)系。作為一種電流變換裝置，它將高壓電流變換成電壓較低的小電流，一般為5 A或1 A，供給測量儀表和繼電保護裝置使用。現(xiàn)對一起500 kV電流互感器家族性絕緣擊穿故障進行分析， 探討該類電流互感器絕緣擊穿誘因，以切實提高設(shè)備安全運行可靠性，為變電站實施反事故技術(shù)措施提供相關(guān)依據(jù)。

1 事故過程

2011-05-08，500 kV某變電站3串聯(lián)絡(luò)5032 CT B相及2號主變500 kV側(cè)5021CT C相發(fā)生內(nèi)部絕緣擊穿故障。這2只CT為同一家公司生產(chǎn)的SAS 550型SF6CT，該公司立即組織人員對其進行更換。為分析此次設(shè)備故障的原因，工作人員對這2只故障CT進行了解體。

2 故障分析

2.1 絕緣擊穿CT內(nèi)部結(jié)構(gòu)

該絕緣擊穿CT結(jié)構(gòu)如圖1所示，其絕緣部分主要包括二次線圈罩殼、絕緣支撐件、頂板、玻璃鋼筒、二次引線管等。

圖1 CT內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.2 CT絕緣擊穿原因分析

2.2.1 故障CT解體檢查

將故障CT解體后，發(fā)現(xiàn)二次線圈罩殼、絕緣支撐件及整個二次引線管內(nèi)部都布滿大量白色粉末狀物質(zhì)。有2根絕緣支撐件上存在大面積的放電痕跡，其中一根支撐件上已形成自下而上的貫穿性放電痕跡，在二次線圈罩殼和頂板上的對應(yīng)位置均有放電產(chǎn)生的灼傷點，深度約0.5 mm；另一根支撐件上的放電痕跡未貫穿。見圖2和圖3。

拆開頂板，將二次引線管及電容屏拔出后，發(fā)現(xiàn)電容屏接筒嚴(yán)重變形，電容屏接筒的接縫位置內(nèi)凹約10 cm，已接近二次引線管。同時，在電容屏接筒上有10多個大小、深度不一的放電灼傷點，在對應(yīng)的二次引線管位置也有數(shù)個大小、深度不一的放電灼傷點。如圖4和5所示。

圖2 絕緣支撐件上的放電痕跡

圖3 線圈罩殼上的灼傷點

圖4 電容屏接筒嚴(yán)重變形

圖5 電容屏接筒上的放電點

連接電容屏接筒與頂板的等電位連片有1根已被電弧燒斷，其余幾根上面有放電形成的灼坑，如圖6所示。

拆開電容屏，電容屏零屏與接筒的連片有1片已被燒斷，零屏已被大面積燒蝕。在對應(yīng)的二次引線管上有1處面積較大的灼傷點，如圖7所示。

圖6 燒斷的等電位連接片

圖7 電容屏零屏

與末屏連接的二次引線管處有2處灼傷點，并有熏黑現(xiàn)象，如圖8所示。

圖8 末屏連接處

在底板上有1個較深的放電灼坑，并有大面積熏黑，如圖9所示。

圖9 底板上放電痕跡

硅橡膠套管的玻璃鋼筒內(nèi)壁有1條較大面積沿面閃烙的電弧放電痕跡，寬約200-300 mm，距頂板約260 mm，且一直延伸至底板。

2.2.2 故障CT材質(zhì)缺陷

根據(jù)CT的解體檢查情況分析，該公司生產(chǎn)的SAS 550型SF6CT存在材質(zhì)及設(shè)計結(jié)構(gòu)缺陷。該CT電容屏連接筒采用鋁質(zhì)材料，材質(zhì)偏軟，且接縫處未進行焊接或其他處理，而是直接用膠帶纏繞，強度較低，在運輸、安裝或運行過程中容易移位、變形，引起電場畸變，導(dǎo)致運行中CT內(nèi)部發(fā)生局部放電，進而發(fā)生沿面放電而擊穿。

國家電網(wǎng)公司十八項反措和山東省電力公司反措明確要求：具有電容屏結(jié)構(gòu)的SF6CT，其電容屏連接筒應(yīng)要求采用強度足夠的鑄鋁合金制造，以防止因材質(zhì)偏軟導(dǎo)致電容屏接筒移位。該公司一直未對這個結(jié)構(gòu)設(shè)計上的缺陷進行實質(zhì)性改進。

2.2.3 故障CT設(shè)計結(jié)構(gòu)缺陷

故障CT設(shè)計結(jié)構(gòu)缺陷分析：等電位連接片較長且直接夾在電容屏連接筒與玻璃鋼筒之間，與玻璃鋼筒直接接觸。由于是軟銅片，裝配過程中或電容屏接筒移位時很容易扭曲形成尖端，此處電場高度集中，任何細小的尖端都可能引起放電，進而引發(fā)設(shè)備事故。由于連接片直接夾在電容屏連接筒和玻璃鋼筒之間，在頂板裝配完后，根本無法檢查其狀況。

3 應(yīng)對措施

結(jié)合此類型號SF6CT的運行狀況，根據(jù)《2011年山東電力集團公司輸變電設(shè)備反事故技術(shù)措施》要求，對于目前在運的某公司生產(chǎn)500 kV SF6CT，采取了如下措施：嚴(yán)格執(zhí)行反措，盡快制定更換計劃；對于暫時不能更換的CT，應(yīng)結(jié)合停電機會對CT進行氣體成分檢測，若SO2含量大于5 μL/L，不應(yīng)再投入運行；對非正常劣化的硅橡膠外絕緣護套應(yīng)采取先清潔表面，再涂RTV材料的臨時性應(yīng)急措施。

2013-06-03，國家電網(wǎng)公司運檢部下發(fā)的運檢一〔2013〕303號《國網(wǎng)運檢部關(guān)于開展某公司500 kV SAS 550型電流互感器隱患治理的通知》，確認某公司500 kV SAS 550型CT存在絕緣裕度小、耐受雷電過電壓水平偏低的家族性缺陷，要求開展關(guān)于該型電流互感器隱患治理，并在3年內(nèi)完成更換。

高壓電流互感器的設(shè)計結(jié)構(gòu)、各部件材料質(zhì)量及內(nèi)部部件的施工工藝，直接關(guān)系到電壓設(shè)備的安全穩(wěn)定，因此要求生產(chǎn)廠家嚴(yán)格把控設(shè)計審核與制作工藝，確保設(shè)備質(zhì)量。

4 結(jié)語

影響電流互感器內(nèi)部絕緣擊穿的因素有很多，該起電流互感器絕緣擊穿因素是在剖解檢查故障電流互感器、細致分析絕緣擊穿原因的基礎(chǔ)上總結(jié)出的，可將其應(yīng)用到電流互感器的器身設(shè)計、制造及試驗中，以有效提高產(chǎn)品的絕緣水平。

1 袁秀修．電流互感器和電壓互感器[M]．北京：中國電力出版社，2011.

2 楊香澤．變電檢修[M]．北京：中國電力出版社，2005.

3 丁 蘇．一起電流互感器耐壓擊穿事故分析[J]．電力安全技術(shù)，2012，14(06)：35-37.

2016-06-22。

蓋海龍(1987-)，男，助理工程師，主要從事電網(wǎng)生產(chǎn)工作，email：562682431@qq.com。

孟慶承(1978-)，男，助理工程師，主要從事電網(wǎng)生產(chǎn)工作。

劉 況(1986-)，男，工程師，主要從事電網(wǎng)生產(chǎn)管理工作。

呂 楠(1987-)，男，助理工程師，主要從事電網(wǎng)生產(chǎn)管理工作。

盛 禎(1988-)，女，助理工程師，主要從事電網(wǎng)生產(chǎn)工作。