孫明楚

摘 要：電流互感器在整個電力系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，屬于傳感器設(shè)備，通常情況下電流互感器被設(shè)置于一次回路內(nèi)部，實際工作中可能遭受各類電壓的沖擊，以及受到多種潮氣、腐蝕性氣體等的影響，從而發(fā)生爆炸事故。本文結(jié)合一起220kV變電站低壓端互感器爆炸事故，分析了爆炸成因以及解決對策。

關(guān)鍵詞：220kV變電站；低壓端；電流互感器；爆炸成因

中圖分類號：TM452 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0.前言

電力設(shè)備是整個電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，關(guān)系到整個系統(tǒng)的安全，應(yīng)該加大對其測試、監(jiān)督與管理。在變電站內(nèi)部應(yīng)用的電流互感器，發(fā)揮著變流、隔離、測量、保護等功能，從而維護系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。當(dāng)電流互感器發(fā)生故障，則可能使得整個電力系統(tǒng)受到影響，因為電流互感器功能失常，則可能導(dǎo)致不能組建二次回路，保護性設(shè)備也無法正常運轉(zhuǎn)。

1.事故變電站的基本情況

某變電站為220kV電壓，該站主變低壓端電流互感器出現(xiàn)爆炸故障，使得對應(yīng)的開關(guān)系統(tǒng)也發(fā)生跳閘，系統(tǒng)供電中斷，出現(xiàn)故障危機。出現(xiàn)事故的變電站，其主變?nèi)萘窟_(dá)到50MVA，而且存在不同的電壓等級，最高為220kV，最低為35kV，低壓端母線選擇了單母線分列工作模式，存在若干出線，負(fù)責(zé)為各大用戶提供電能服務(wù)。爆炸事故未發(fā)生前，主變接線以及母線運行情況如圖1所示。

系統(tǒng)發(fā)生故障之前，主變以及對應(yīng)的開關(guān)的負(fù)荷統(tǒng)計見表1。

2.故障調(diào)查與成因分析

經(jīng)過檢修人員對變電站低壓端進(jìn)行全方位的檢測，最終看到：2號主變第一套差動保護發(fā)出動作，主變的三側(cè)開關(guān)斷開，從中看到35kV低壓端的B相開關(guān)發(fā)生開爆現(xiàn)象，而且開關(guān)也出現(xiàn)了腐蝕變質(zhì)、焦化等問題，余下的一次設(shè)備則處于常規(guī)狀態(tài)。對此對故障裝置加以調(diào)整，使其進(jìn)入檢修模式，而且不同班組、人員也及時進(jìn)入搶修狀態(tài)，檢修中發(fā)現(xiàn)2號主變自身沒有損耗，保持完好，高壓、低壓以及中壓等的絕緣度也處于合理狀態(tài)，然而，低壓端絕緣卻相對較低，對其直流電阻進(jìn)行測試，未發(fā)現(xiàn)異常問題，繞組變形絕緣也合格，對此得出結(jié)論：2號主變保護設(shè)備處于常規(guī)狀態(tài)，低壓端二次故障回路則被隔離，能夠重新回歸運行。

根據(jù)故障調(diào)查結(jié)果來及時對其成因加以分析，對此應(yīng)該重點鎖定電流互感器，可以通過解剖試驗、測試等方式來分析檢測，經(jīng)過反復(fù)的測試與操作發(fā)現(xiàn)，電流互感器的一次繞組存在放電現(xiàn)象，主要對象為：二次繞組。同時，實際放電的部位缺少絕緣材料包裹，逐漸失去了絕緣保護。同時，經(jīng)過仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)：無論是繞組絕緣層分布不均，局部質(zhì)地或薄或厚。

根據(jù)觀察所得的現(xiàn)象，結(jié)合相關(guān)理論進(jìn)行深入分析得出：低壓端電流互感器由于長時間地運行，在其一、二次繞組中間會受到電流與電壓的沖擊與影響，從而導(dǎo)致他們之間的材料絕緣受損，如果得不到及時維護與調(diào)整，則可能發(fā)生絕緣擊穿問題，絕緣度得不到保證，則意味著整個互感器處于高危狀態(tài)，也可能造成互感器高壓繞組接地，在這種情況下，低壓系統(tǒng)的B相電壓降至0，其他兩相則升高到一定程度，處于線電壓水平。

從故障錄波圖中能夠看到，當(dāng)故障發(fā)生0.90秒后，低壓端互感器以及中性線有大量的變形性電流留出，其數(shù)值較大達(dá)到270A，這一電流屬于發(fā)生短路故障之前，錄波器中所記載的電流極值，因為短路電流過大，則可能造成錄波器不能及時記下電流。按照規(guī)定的公式來計算，一次電流值達(dá)到十萬安，然而，根據(jù)電網(wǎng)的相關(guān)規(guī)程與理論，此變電站35kV母線發(fā)生短路故障時，極端運行模式下，短路極值只有2萬A，這就意味著之前所形成的270A電流不是二次電流。結(jié)合錄波器提供的數(shù)據(jù)模型看到：0.8秒范圍內(nèi)B相由于電壓較高，對電流互感器二次繞組發(fā)生較強的作用，使得其外圍的絕緣層受損，在這種情況下則將導(dǎo)致繞組之間放電現(xiàn)象，使得一次對二次放電，兩路電流也逐漸混亂、混合。然而，因為放電出現(xiàn)在專用繞組和測量繞組二者中間，保護繞組則大體處于完好無損狀態(tài)，同時，35kV未實施接地處理，也沒有出現(xiàn)短路故障，所以，對應(yīng)的一次設(shè)備與保護設(shè)備等都能完好地工作。2號主變的保護都未能開啟運行，也未發(fā)生出口跳閘現(xiàn)象。

變電站低壓端B相出現(xiàn)接地時，則將導(dǎo)致C相電壓較高，上升至線電壓，變電站C相互感器其絕緣受損部位絕緣度較差，出現(xiàn)了被擊穿問題，從而造成C相接地。2號主變低壓端B相電流互感器會流經(jīng)大地同其所供應(yīng)的用戶的C相電容器之間聯(lián)系，最終出現(xiàn)了BC相間接地短路。

3.總結(jié)分析

（1）經(jīng)過對這一起變電站低壓端電流互感器爆炸故障的分析，發(fā)現(xiàn)其一次繞組、二次繞組中間的絕緣層質(zhì)地不均勻，特別是絕緣層較薄的部位甚至出現(xiàn)了非絕緣性雜質(zhì)，其絕緣性能有限，難以抵御多種不良因素的干擾，例如：強電壓沖擊、腐蝕性空氣、水分侵蝕等，導(dǎo)致絕緣側(cè)絕緣性能不斷降低，直至被擊穿受損。

（2）電流互感器自身的性能、質(zhì)量等也將影響著整個變電系統(tǒng)的安全運行，特別是絕緣材料質(zhì)量，以及各個用戶的各項設(shè)備也可能出現(xiàn)較薄的部位，這就需要管理部門強化監(jiān)管，加大對互感器絕緣的檢驗力度，控制不良事故的出現(xiàn)。轉(zhuǎn)動軸常規(guī)工作狀態(tài)下很容易受損，對此需要積極調(diào)整襯套，來有效預(yù)防間隙變大，而且要主語襯套的選配，通常優(yōu)選耐磨類型。由于銅具有良好的抗磨性，為了減少磨損、控制爆裂問題，就要選擇添加銅套的方式，銅套外圍可以憑借防爆螺紋同外殼妥善結(jié)合，其內(nèi)側(cè)同轉(zhuǎn)動軸之間的連接充當(dāng)圓筒的結(jié)合面，為了達(dá)到防爆規(guī)定，如果磨損不斷嚴(yán)重，則要更新銅套，確保設(shè)備達(dá)到防爆的規(guī)定。

（3）要注重電動云臺出線的選配，一般以永久性電纜為最佳，要求設(shè)計者對其進(jìn)行澆封處理，具體長度應(yīng)該在2cm以上，所引出的電纜長度也要在2m以上，可以把線澆封于轉(zhuǎn)動軸內(nèi)部。

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