一起電流互感器耐壓擊穿事故分析

丁 蘇

(福建省第二電力建設公司，福建 福州 350013)

1 事故經過

2011-10-15 T08:30，福建省第二電力建設公司電力試驗所對500 kV 漳州變第1 串5012 電流互感器C 相(廠家：西安西電高壓開關有限公司，型號：LVQBT-500W2，編號：08085)進行老練及耐壓試驗。過程如下：首先進行老練試驗，預加1.1 倍設備額定相對地電壓(317.54 kV)10 min，然后將電壓降至0；再施加1.0 倍設備額定相對地電壓(288.67 kV)5 min，接著升至1.73 倍設備額定相對地電壓(500 kV)3 min，當電壓升至350.4 kV時，發生閃絡擊穿。為了查找擊穿原因，第2 次嘗試升壓，當電壓升至220 kV 時又擊穿。為慎重起見，對電流互感器外殼塑膠進行清洗并曬干，于2011-10-15T10:00 再次進行試驗，當電壓升至160.61 kV 時，又發生擊穿。

2 事故原因分析

2.1 現象分析

在制造廠車間解體檢查發現以下問題。

(1)軀殼內表面油漆大面積脫落、起泡，并且灰塵很多。

(2)絕緣盆子存在明顯的放電痕跡。

(3)電流互感器內部密封結合部位多處發生明顯銹蝕。

2.2 機理分析

相同條件下，均勻電場和非均勻電場的擊穿電壓相差很大。不均勻電場中的電介質的性狀與電場的不均勻程度有關。電流互感器盆式絕緣子是聯系高電位部件與低電位部件的外殼，起著一次繞組對二次繞組及地的絕緣作用，在對SF6氣體中的絕緣件進行結構設計時，考慮更多的是電場分布的均勻性，主絕緣采用同軸圓柱形均勻電場結構。一次導桿、二次屏蔽、殼體相互構成同軸圓柱形均勻電場。

經過分析，引起這次電流互感器耐壓擊穿的首要原因是處于高電位的電流互感器內軀殼油漆起泡、脫落。如果內軀殼油漆均勻分布，電場中的電介質受到的極化程度減弱，減少了形成尖端放電的空間結構的可能性。

若不存在尖端放電的空間結構，其正常擊穿電壓要達到自持放電電壓值，自持放電電壓一般很高。介質表面電極和介質間不密合、介質表面電阻不均勻或有傷痕裂紋等都會增加沿面電場的不均勻度。如果油漆起皮、起泡甚至脫落至盆式絕緣子表面，相當于一個電場的正負極都充滿了針電極，電場結構也變成了極不均勻電場。在不均勻電場中，放電總是從曲率較大的電極附近開始的(該處場強最大)，隨著電壓的升高，首先是針電極部分發生電暈放電，然后電暈極一個接一個產生，瞬時沿著絕緣盆表面發生火花閃絡。這種現象稱為火花放電，火花放電的特征是電流迅速增大。在火花放電之后，再提高外加電壓，就會產生電弧放電。電弧放電的特點是電流密度大，爆發出強光并伴有高溫。在高溫的作用下，盆式絕緣子表面有機物質會迅速碳化，形成導電通道，此時將發生盆式絕緣子放電擊穿。一旦有了第1 次擊穿，重新對電流互感器進行耐壓試驗時，將產生更多的擊穿路徑，擊穿電壓也會逐漸降低。

另外，軀殼內表面充滿灰塵雜質及內部生銹明顯，也是本次試驗耐壓擊穿的重要原因。雜質對油漆等聚合物介電性能影響很大，尤其是導電雜質和極性雜質會大大增加聚合物的導電電流和極化度，使其介電性能嚴重惡化，在高電場強度下更容易發生放電擊穿。內部生銹說明產品物料或內部含有水分及氧，如果水分侵入絕緣內部，將會造成介質電損耗增加及擊穿電壓下降。

2.3 事故原因

CT 軀殼內表面存在的主要問題為：軀殼內表面磚紅底漆起泡及法蘭與軀殼接觸處油漆起皮。

(1)磚紅底漆起泡的主要原因：涂層未進行烘干；被涂物表面殘存水分油污；壓縮空氣含有油污、水分；油漆本身質量問題。

(2)法蘭與軀殼接觸處油漆起皮的主要原因：油漆附著力差；軀殼邊緣油漆超出軀殼，裝配時受法蘭面向內力的作用，油漆受迫起皮。此外，也排除不掉油漆附著力差的可能性。附著力差有以下3種原因：被涂物表面有灰塵、粉塵；漆液中顏料成分過高；強溶劑造成咬底。

西電公司生產的500 kV LVQBT-500W2 電流互感器，其軀殼基本為外協廠提供，軀殼相關內壁油漆噴涂也均由外協廠負責。

西電公司對油漆附著力的檢測方法是采用抽樣進行劃格，用透明膠進行粘連，若附著力大于10 N 即認為合格。西電公司對供應商的油漆質量和相應噴涂工藝的檢測手段相對滯后，技術監督不到位，檢驗標準寬松。

通過對軀殼油漆外協廠家生產線進行的全面調查，發現個別外協廠家的軀殼油漆處理工藝存在問題，這是造成軀殼油漆缺陷產生的主要原因。

(1)使用過期的油漆或使用未經西電公司認定的質量較差的油漆，造成底漆起泡。

(2)噴砂完畢后未徹底清理干凈，部分死角存在灰塵，導致噴漆后油漆附著力差。

(3)現場環境差造成零部件表面落塵，造成噴漆后的漆膜與零部件壁之間的結合力差。

3 結束語

缺陷產生的主要原因是西電公司對油漆外協廠家的生產過程失控，同時也反映出西電公司的密封工藝、表面處理工藝不良。為避免類似事故再次發生，要加大對外協廠家生產過程的監控力度，并對產品生產流程的各個環節加強質量控制，保證產品質量安全可靠。