林展洪，傅永和，葉夏林

（1.中國能源建設集團廣東電力設備廠，廣東廣州 510285；2.東莞市廣安電氣檢測中心有限公司，廣東東莞 523000；3.廣東省輸變電工程公司，廣東廣州 510160）

0 引言

變壓器交接試驗作為投運前的必要檢查，是驗證變壓器正常運行的可靠手段。由于現場環(huán)境的限制，工頻耐壓試驗是現場交接試驗最嚴格的考核辦法之一，工頻耐壓試驗的目的是考核繞組對地和繞組之間的主絕緣強度[1]。正確地按照規(guī)程、標準進行耐壓試驗既是考核變壓器質量狀態(tài)的手段，也是減少現場安裝事故的重要保障。

1 事故情況描述

產品名稱：110 kV有載電力變壓器、油浸紙電容式套管；變壓器型號：SZ11-63000/110；中性點套管代號：OT408M；中性點套管型號：BRDLW-72.5/630-3。

2012年8月，某變電站安裝工程隊在對一臺110 kV變壓器高壓中性點進行工頻耐壓試驗（交接試驗）時，試驗電壓112 kV（140 kV×0.8=112 kV）[2-3]，進行至59秒時變壓器本體靠近有載調壓開關處有放電聲音，試驗設備保護跳閘，變壓器疑似發(fā)生擊穿現象。隨后，安裝隊對變壓器進行第二次工頻耐壓試驗，電壓升至58 kV進行時變壓器本體靠近有載調壓開關處有放電聲音，試驗設備保護跳閘。

2 事故分析

為判斷放電性質及部位，根據現場情況分別對主體和套管進行了絕緣電阻測量、介質損耗和電容值測量及油色譜分析試驗。

2.1 變壓器主體絕緣試驗

主體耐壓前后絕緣試驗數據如表1所示。

2.2 套管絕緣試驗

套管耐壓前后絕緣試驗數據如表2所示。

2.3 油色譜分析試驗

在取主體油樣和零相套管油樣時發(fā)現，中性點套管油位滿格，打開油塞取油樣時，發(fā)生噴油現象，未能取套管油樣。耐壓前后主體油色譜分析試驗數據如表3所示：

表1 變壓器主體耐壓前后絕緣試驗數據

表2 套管耐壓前后絕緣試驗數據

表3 主體油中溶解氣體色譜分析μl/l

2.4 事故初步推斷

從上述數據可以初步推斷出該臺變壓器的中性點套管發(fā)生貫通性放電，使套管內部電容結構已發(fā)生改變。從套管取油塞噴油可推斷該中性點套管下瓷件已經破裂，造成套管內部絕緣油已和主體油貫通。

3 事故排查

為保證事故分析的準確性，變壓器排油后吊罩前進入油箱查證。入箱檢查發(fā)現變壓器油箱底有套管瓷瓶碎片，中性點套管下瓷件有炸裂現象，下瓷套脫落面積約有下瓷套面積的40%（見圖1），其它如中性點引線絕緣情況、A相引線絕緣以及中性點至開關引線絕緣情況，均沒發(fā)現有放電痕跡，其它引線和高壓套管未發(fā)現異常，未發(fā)現引起中性點套管擊穿的疑點，亦未發(fā)現由套管爆裂放電故障而造成的變壓器內部放電和損傷痕跡。故將檢查重點放在中性點套管上面。

圖1 中性點套管下瓷套炸裂情況

3.1 套管外觀檢查

套管下瓷件開裂，部分瓷件脫落，套管整體壓力未釋放，套管瓷件密封完好，上瓷件與油枕、下瓷件與法蘭沒有發(fā)生竄位，下絕緣錐體表面有貫穿性放電痕跡，套管末屏帽內部完好沒有放電痕跡，套管頭部取油口密封性完好，密封膠圈壓縮量正常，無滲漏現象，套管下均壓球表面光滑無放電痕跡（見圖2）。

圖2 套管外觀檢查情況

3.2 套管主體解剖

套管其芯子絕緣外觀檢查沒有發(fā)現受潮痕跡及水漬，上油枕密封，軸向及橫向密封完好沒有水漬，上油枕內壁及彈簧、壓板沒有發(fā)現水漬，密封完好。套管外絕緣表面完好，沒有發(fā)現水漬。

3.3 電容芯子解體

套管絕緣芯子末屏引線完好，絕緣芯子直線段絕緣表面有三個擊穿點（見圖3），擊穿點的位置在末屏引線左上部300 mm左右，套管下絕緣錐體梯度部分有貫穿性放電痕跡，逐層檢查電容屏（共19屏）基本全部擊穿，末9屏絕緣紙邊沿到電容屏間有明顯爬電痕跡有炭黑狀（見圖4），導電桿下部表面發(fā)現有放電點（見圖5）。

圖3 套管絕緣芯子的三個擊穿點

圖4 套管電容屏末9屛的爬電痕跡

圖5 套管導電桿上的放電點

4 事故原因分析

根據套管擊穿處爬電軌跡和擊穿點大小可以推斷出，擊穿點放電時沿著套管椎體表面爬電至擊穿點位置時由于絕緣距離的縮短，導致末9屏對末屏放電接地，隨之引發(fā)末9屏與零屏間的電容屏的擊穿，最終造成套管主絕緣全部擊穿，繼而使套管內壓力驟增，從而造成下瓷套部分炸裂。

結合變壓器設計圖紙分析和現場觀察測量，并未發(fā)現引起套管擊穿的疑點，從觀察套管外絕緣和內部構件情況，也沒發(fā)現進水或受潮痕跡，綜合前文分析可以排除了套管及變壓器本身質量和受潮的可能，并且套管擊穿亦未對變壓器其他構件造成損傷。

在檢查現場試驗設備時發(fā)現，試驗人員存在誤操作造成過電壓的可能?，F場工頻耐壓試驗設備為上海思源電氣股份有限公司生產的變頻串聯諧振設備，補償電抗每節(jié)67 kV，試驗時四節(jié)串聯使用，電容分壓器兩節(jié)串聯使用，分壓器量程為300 kV，設備理論上最高可輸出67×4=268 kV。該設備操作時菜單界面選擇上有分壓器量程選擇，開機時默認低量程（一節(jié)分壓器）。如果分壓器實際使用高量程（兩節(jié)分壓器），而在菜單選擇中沒有及時修改默認量程，會導致錯用低量程的變比，使顯示電壓只有實際施加電壓的一半。

工頻耐壓試驗對于固體有機絕緣來說屬于破壞性試驗，會使絕緣強度逐漸降低，形成內部劣化的累計效應。因此必須正確地選擇試驗電壓和耐壓時間，實際上國家根據各種設備的絕緣材質和可能遭受的過電壓，規(guī)定了相應的出廠試驗電壓標準和現場試驗電壓標準[4]。本次事故擊穿的套管出廠時間為2011年4月，出廠試驗為工頻耐壓147 kV 1 min，雷電全波沖擊負極性耐壓325 kV，試驗正常。套管在安裝在變壓器上后，變壓器出廠試驗工頻耐壓140 kV 1 min，試驗正常。而安裝現場工頻耐壓112 kV 1 min，套管擊穿。套管生產廠家追蹤該生產批次的套管并未發(fā)現有質量事故出現。

綜合上述分析并結合各方專家的討論意見，可以大致上還原事件本身：施工隊伍在對變壓器進行工頻耐壓試驗，在調整試驗設備時未有正確設置分壓比，導致施加電壓為試驗電壓的兩倍，即為112×2=224 kV，從而引起套管電容層的擊穿，最終引起套管的炸裂，耐壓試驗失敗。

5 事故總結

本次事故不但造成了施工各方的經濟損失，而且耽誤了項目現場的施工工期和極大的社會資源浪費。在追究本次事故起因的過程中，凸顯了目前社會上安裝交接試驗施工的各種隱患，為防止類似的事故發(fā)生，提出以下幾點建議：

（1） 嚴格按照相關標準施工、規(guī)范施工行為，本次事故中，部分施工人員喜歡按習慣施工，在變壓器發(fā)生第一次疑似擊穿情況下，未認真分析排除問題即進行第二次耐壓導致二次擊穿，一定程度加重了擊穿的嚴重性；

（2）落實檢查監(jiān)督工作，做好工作記錄，本次事故中，現場人員試驗前明顯沒有履行相關的檢查監(jiān)督程序，沒有記錄試驗時設備電流的變化情況，試驗步驟亦缺少相關的記錄，增加了排查事故根源的難度；

（3）加強施工隊伍對施工標準和程序的熟練程度，必要時進行集中培訓教育；

（4）完善事故應急處理方案，減少不必要的損失。

工頻耐壓試驗時施加在試品的電壓相對較高，并且國家標準對于不同等級的變壓器都規(guī)定了相應的絕緣水平，如果施加超過了試品相應絕緣水平的電壓，必然會損傷試品的絕緣性能甚至發(fā)生絕緣擊穿現象。為保證變壓器現場安裝交接試驗和變壓器長期安全可靠的運行，現場各方人員必須高度重視此問題，務必保證試驗的準確性。

［1］胡啟凡.變壓器試驗技術［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［2］GB 1094.3-2003.電力變壓器第3部分絕緣水平、絕緣試驗和外絕緣空氣間隙［S］.

［3］GB 50150-2006.電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準［S］.

［4］李建明.高壓電氣設備試驗方法［M］.北京：中國電力出版社，2001