一起500kV油绝缘电流互感器的事故分析.docx

一起500kV油浸式电流互感器的事故分析Accident Analysis of 500kV Oil-Insulated Current Transformer韩金华 1，杨晓辉 1，张嵩阳 1，胡志勇 2 ，王吉 1（1 河南电力试验研究院，郑州，450052，2 河南南阳供电公司，南阳，） 摘要：本文对一起 500kV 油浸式电流互感器的爆炸事故进行了分析，在对事故电流互感器 解体检查后发现主绝缘击穿是引起事故的主要原因通过对设备生产制造、运输安装以及出 厂试验等各个环节进行详细的调查，找到了造成设备主绝缘产生形变从而导致击穿的原因， 并提出了相应的反事故措施 关键词：油浸式电流互感器，倒立式结构，绝缘形变，震动子，反事故措施2．故障电流互感器的结构故障电流互感器为少油、油浸纸绝缘的 倒立式结构，即二次绕组位于顶部高电位的 壳体内，二次引线经过低电位的二次引线管0．引言 油浸式电流互感器是以变压器油为散 热介质，运行时所产生的热量由变压器油传 导到金属外壳而散发出去，具有散热快、传 导均匀、绝缘性能可恢复的特点，且其产品 结构简单、制造和运行经验丰富、运行可靠、 制造成本较低、电气性能可满足电力系统的 要求。

基于这些优点，油浸式电流互感器在 高压和超高压电力系统中被广泛应用 [1] 但油浸式电流互感器耐热等级低，具有 易燃和易老化的缺点，在运行过程中曾多次 发生爆炸事故[2~5]本文主要分析了新近一 起 500kV 油浸式电流互感器爆炸事故，在详 细的事故起因调查基础上，提出了相应的反 事故措施1．事故情况简介2007年6月 27日 21：22分，白河站系 统无操作，500kV设备区发生爆炸，白5033 A相电流互感器（CT）头部的储油柜爆炸起 火储油柜的膨胀器炸落在附近保护小室的 屋顶上继续燃烧， CT 头部储油柜上半部分外 壳爆炸成碎片飞出，燃烧的绝缘纸爆炸飞 出，散落在500kV设备区地面继续燃烧此次发生事故的电流互感器于 2007 年 6月 20日投运，距离故障时运行仅8天引至下部底座，其示意图如图1 所示4一盎展腌效管牺冊M= iS-A產範锻挣一旅晓爼段鉄心；】-• -炭需里;铝的夷部外壳訴2叩吊环丄川一養堆*44-:M-ffi-f-盘:口一二Ifcifi子：L3 *抽棘虹｛対托的｝:站4-T■直吊詳山3—握Jfc斶于；'■ I乍一邂* m11 .恳J曲;图 1. 电流互感器的外形结构及剖面示意图 3．解体中发现的问题 故障产品解体后发现，原有的穿心式一 次导电杆已在现场炸飞，无法观察。

CT 器身 上部的绝缘纸被烧毁，铁心罩壳上部及内部 一个测量线圈因燃烧碎裂（见图 2，其中 P1 侧为一次导电杆电流进线侧， P2 侧为一次导 电杆电流出线侧）；在铁心罩壳 P1 侧的外径 位置有一处直径 20mm 的放电点（见图 3） 铁心罩壳及产品其它部位没有发现其它放 电痕迹，电容屏没有损伤（见图4）it•由占P1侧一次 忖电杆'•P2侧一次 导电杆訂ra图 2. 事故 CT 解体后情况图 3. 铁心罩壳上的放电点图 4. 事故 CT 受损检查4．事故原因分析判断通过现有受损的实物发现击穿点靠近 铁心罩壳的外径，初步断定主绝缘击穿是引 起头部故障的直接原因下图 5为新产品在 包扎主绝缘的情形图 5. 电流互感器新产品主绝缘包扎情形通过查看产品的生产工艺流程以及对 相关产品跟踪记录单和试验报告的查阅，初 步分析事故原因如下：1）此次故障的产品在运输过程中均采 用卧倒方式运输，由于倒置式互感器结构上 的特点，使产品重量的近一半（约 1000 公 斤）都集中在头部若互感器卧倒时间过长， 当运输中发生剧烈震动或器身保护不当时， 均可能造成头部主绝缘发生形变，造成“在 下的一侧被压紧，在上的一侧变松弛”的情 况。

产品到现场直立后，这种主绝缘的形变 并没有马上恢复，送电后造成头部电场不均 匀，“变松弛的一侧”主绝缘易发生局部放 电，并最终引发故障因此按照生产厂家包装运输技术条件 的要求：在不同等级的道路，运输车辆均有 车速限制；在 500kV 产品上还必须安放两个 震动子，在运输至指定现场后，首先验收震 动子是否完好经查证发现，该批产品的运输记录中没 有安放震动子的记录；故障产品在实际运输 过程中，互感器的P2侧在下，P1侧在上 在运输过程中极有可能造成互感器'P2侧被 压紧而 P1 侧变松弛”的形变情况而此次 故障产品的放电点正是位于 P1 侧2）制造厂的生产工艺存在一定的分散 性，对工艺控制不够严格在对互感器的主 绝缘进行包扎是，采用的手工包扎因此包 扎力量大小具有很大分散性，容易出现包扎 不紧、松动现象在工艺检查和控制环节，主要靠“每包 扎 10 层绝缘纸后进行一次绝缘厚度测试， 直至包扎 60 层绝缘纸的包扎全部完成”的 方法来对包扎工艺进行检查从故障设备制 造跟踪记录单数据看，在第 10、20、30、40 和 50 层包扎后的测试中，主绝缘厚度一直 小于厂内规定标准值，在第 60 层包扎完毕 后，竟然出现整体绝缘厚度大于规定标准值 3mm 的情况。

如果不考虑厚度测量误差，则 可以得出最后10 层绝缘纸（从 51 至 60 层） 的包扎厚度明显偏厚，即包扎较为松散如果运输或安装过程中发生振动，必然 会加剧绝缘纸层间松动位移，油纸绝缘系统 中出现油隙或绝缘纸发生褶皱等现象，从而 造成在主绝缘造成场强畸变，发生局部放 电，使绝缘炭化或造成绝缘损伤并最终造成 主绝缘发生贯穿性的击穿如果在主绝缘包 扎环节的情况良好，所有绝缘层间紧固不松 动，即使运输状况稍差，也不易造成互感器 内部绝缘出现位移和松动3）制造厂对设备进行的出厂局部放电 试验标准要求偏低，对绝缘缺陷的检测和发 现不利对互感器来讲，检验其工艺和绝缘状况 的最灵敏和最有效的试验方法就是局部放 电测试目前，国标GB 1208-1997《电流互 感器》中对电流互感器出厂局放试验的加压 标准有两个可选择的程序:A:在进行工频耐压试验（680kV）时， 耐受680kV电压1min ,然后直接降低电压至 局放测量电压1.2Um/、'3 =381kV下进行局 放测量B: 在产品通过工频耐压试验（ 680kV） 之后，才可以进行局部放电试验进行局放 试验时，施加的电压升至工频耐受电压的 80%（680X0.8=544kV）,持续时间不少于 60s, 然 后 降 至 局 放 测 量 电 压1.2Um/ %3 =381kV下进行局放测量。

GB1208-2006中规定：在测量电压下， 要求互感器的局放量小于5pC通过查看故 障设备的出厂局放试验报告，发现厂家选用 程序B进行试验，局放量为3.5pC早在 2002 年前后，由于当时国内接连 出现了多台次500kV电压等级的电流互感器 爆炸事故，故国网公司组织了一批专家对 500kV电流互感器进行了全面测试，发现GB 1208-1997《电流互感器》中对于局放试验 中的激发电压（680kV或544 kV ）规定值偏 低，对局放的检测不够灵敏[3]在680kV激 发电压下通过局放试验的产品，当把激发电 压 提高到 740kV 时 ， 多 数产品会 在1.2Um/V3 =381kV测量电压下出现1000 — 5000pC数量级水平的局部放电，这对于互感 器的运行是非常危险的同时也说明，对于 互感器产品的局部放电检查试验，680kV的 激发电压对检测内绝缘缺陷不够灵敏和有 效因此，在 2002 年国网公司颁布的《预 防110千伏—500千伏互感器事故措施》中 专门对500kV油浸式电流互感器出厂试验的 局部放电试验进行了规定，建议程序如下 [6]:施加740kV激发电压1min，然后降至 381kV下进行局放测量。

而厂家的局部放电 试验程序是施加544kV激发电压1min,然后 降至381kV下进行局放测量厂家所采用的局放试验检查程序不能 灵敏、有效地发现产品在制造过程中存在的 内部绝缘缺陷也是造成主绝缘发生形变不 能及早发现的原因之一5．反事故措施在对事故起因进行分析和调查后，针对 此类故障情况，制定了如下的反事故措施：1） 建议生产厂家改进生产工艺，引进机械 包扎设备，以避免人工包扎存在的工艺分散 性；在目前手工包扎工艺下，应进一步完善 和规范产品工艺检验和验收环节2） 要求厂家重新对产品包装运输技术条件 的内容及文件执行状况进行严格审核严格 执行并监督在500kV产品上安放震动子，在 产品运输至现场后，用户首先对震动子的状 况进行验收，然后再在运输单上签字确认3） 采用严格的标准对互感器进行出厂局放 试验检查，对于所有的550kV互感器均应按 740kV 水平进行 1 分钟工频耐试验，然后降 至局部放电测试电压下进行局放量的测试4） 查找与故障产品同车抵达变电站的另一 台产品的编号，并检查确认其目前的状态， 防止同车运输的产品出现类似的内部绝缘 缺陷6．结论通过此次 500kV 电流互感器的事故原 因的调查分析，表明引起油浸式电流互感器 发生故障的主要原因在于生产制造的相关 工艺控制存在一定的松散性，建议相关厂家 在今后的生产制造中加强各个环节的工艺 控制，严格执行相关行业标准。

参考文献：[1] 李承政，李先艳，油浸式电流互感器的 应用及其新产品的研发，电力设备， 2007 年1 月，第8卷第1期，第29-31页[2] 张芳,500kV电流互感器爆炸事故分析， 电力建设，2006 年 11 月，第 27 卷第 11 期， 第 66-67 页[3] 胡惠然,张俊峰, 2000~2001 年 500kV 电流互感器事故分析及预防措施,电力设 备, 2002年12月,第3卷第4期,第18-22 页[4] 彭军，刘勇等，500kV电流互感器爆炸 情况分析,四川电力技术, 2002年第4期, 第 27-29 页[5] 鲁莽， 500kV 电流互感器爆炸事故的原 因分析，湖北电力， 2002年2月，第26卷 第1 期，第39-41页[6] 国网公司，预防 110 千伏－500 千伏互感器事故措施， 2002 年[7] 中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 ，GB1208-2006 电流互感器， 2006 年 作者简介： 韩金华（1975-）：男，硕士，工程师，现从 事高电压试验工作，hjinhua@杨晓辉（1982-）：女，硕士，助工，现从事 高电压试验工作， yangxiaohui@。

张嵩阳（1976-）：男，硕士，工程师，现从 事高电压试验工作， soonzhang@胡志勇（1980-）：男，本科，助工，现从事 电力系统运行与管理工作， email:zhiyonghu@王吉（ 1977—）：男，本科，助工，现从事 变压器试验工作， wangji@。