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

(國網山東省電力公司檢修公司，山東 濟南 250118)

根據變電站設備運行實際情況，結合某廠家生產的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，從技術要點和管理手段出發，切實提高設備安全運行可靠性，為預防高壓電力設備絕緣擊穿提供經驗和借鑒。

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的重要元件，與供電系統的安全穩定運行有密切關系。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，以切實提高設備安全運行可靠性，為變電站實施反事故技術措施提供相關依據。

1 事故過程

2011-05-08，500 kV某變電站3串聯絡5032 CT B相及2號主變500 kV側5021CT C相發生內部絕緣擊穿故障。這2只CT為同一家公司生產的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內部結構

該絕緣擊穿CT結構如圖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內部結構

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，發現二次線圈罩殼、絕緣支撐件及整個二次引線管內部都布滿大量白色粉末狀物質。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位置均有放電產生的灼傷點，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，發現電容屏接筒嚴重變形，電容屏接筒的接縫位置內凹約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，在對應的二次引線管位置也有數個大小、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材質缺陷

根據CT的解體檢查情況分析，該公司生產的SAS 550型SF6CT存在材質及設計結構缺陷。該CT電容屏連接筒采用鋁質材料，材質偏軟，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，導致運行中CT內部發生局部放電，進而發生沿面放電而擊穿。

國家電網公司十八項反措和山東省電力公司反措明確要求：具有電容屏結構的SF6CT，其電容屏連接筒應要求采用強度足夠的鑄鋁合金制造，以防止因材質偏軟導致電容屏接筒移位。該公司一直未對這個結構設計上的缺陷進行實質性改進。

2.2.3 故障CT設計結構缺陷

故障CT設計結構缺陷分析：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，進而引發設備事故。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 應對措施

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

2013-06-03，國家電網公司運檢部下發的運檢一〔2013〕303號《國網運檢部關于開展某公司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，要求開展關于該型電流互感器隱患治理，并在3年內完成更換。

高壓電流互感器的設計結構、各部件材料質量及內部部件的施工工藝，直接關系到電壓設備的安全穩定，因此要求生產廠家嚴格把控設計審核與制作工藝，確保設備質量。

4 結語

影響電流互感器內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上總結出的，可將其應用到電流互感器的器身設計、制造及試驗中，以有效提高產品的絕緣水平。

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，2012，14(06)：35-37.

2016-06-22。

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

孟慶承(1978-)，男，助理工程師，主要從事電網生產工作。

劉 況(1986-)，男，工程師，主要從事電網生產管理工作。

呂 楠(1987-)，男，助理工程師，主要從事電網生產管理工作。

盛 禎(1988-)，女，助理工程師，主要從事電網生產工作。