摘要:本文介紹了500kV LB2-500W2型電流互感器存在的主要缺陷是主絕緣包扎不滿足工藝要求,在運行中發生局部放電,最后發生爆炸。
某變電站安裝有500kV LB2-500W2型電流互感器36臺,出廠日期是97年8月,投運日期是98年8月。
爆炸情況
該變電站500kV電流互感器在運行中發生爆炸并發生火災,電流互感器中約3t變壓器油和絕緣紙一起燃燒,40分鐘后撲滅了明火。除已爆炸的電流互感器外,相鄰的三只電流互感器的外瓷套部分損壞,一臺500kV刀閘嚴重損壞,五臺刀閘部分絕緣瓷瓶損壞。發生爆炸的電流互感器外瓷套完全炸碎,但是,電流互感器的防爆玻璃完好無損。最遠爆炸碎片飛了72米。
二、爆炸設備的情況
該臺電流互感器在交接試驗時,油中含有乙炔,并超過注意值,達1.3ppm,廠家對此問題的答復是這臺電流器在出廠時由于漏油,對它進行了補焊,可能是補焊時產生的乙炔,廠家在現場進行了47小時沖氮脫氣處理,含氣量由3.05%降到了2.6%,乙炔也降到0.2ppm。
在投運后1年的預檢中發現,該電流互感器的乙炔又增大到1.01ppm,跟蹤取樣測試,乙炔為0.91ppm。廠家認為,電流互感器本身沒有問題,同時告訴我們在有停電機會的時候,可以將油中的乙炔氣體脫掉。該電流互感器的其它試驗數據無異常。
該電流互感器爆炸后,對爆炸原因進行了初步分析,認為:該臺電流互感器存在制造固有缺陷,由于產品質量原因造成這臺電流互感器在正常運行中,內部發生突發性絕緣擊穿短路,引起互感器爆炸。
主要原因是:
(1)、該電流互感器在制造過程中存在絕緣包扎缺陷,主要體現在零屏外,直徑從98mm到126mm范圍內的絕緣包扎有斷層、凹坑現象;
(2)、由于電流互感器絕緣層包扎缺陷引起局部放電,導致電流互感器內部絕緣層損壞,最后發生爆炸。
有關問題的討論
該公司的500kV電流互感器發生了多次次爆炸,其它電流互感器解體發現的問題也是絕緣包扎有缺陷。
如何搞好該類設備的絕緣監督,避免同類事故的發生,是大家關心的問題。
1、質量管理
同類設備連續三次發生爆炸,說明該廠在繞制絕緣時確實存在工藝控制不嚴,只有制造廠家提高產品,消除設備的固有缺陷,才能保證設備安全運行。在產品制造過程中,一次線圈的包扎主要是將寬16mm厚0.2mm的電纜紙帶,半疊均勻繞在一次繞組上,每臺需包扎約兩百多層,因此,工人對繞制工藝的執行好壞直接影響到產品質量。發生事故后,制造廠家在一次線圈絕緣繞制工序中從五個方面進行了質量整改,加強了對一次繞組絕緣包扎的質量監督管理。
2、局部放電試驗
對于這種缺陷,用局部放電試驗可以比較有效地發現缺陷。在現場,由于試驗電壓較高,現場電場干擾大,電暈放電噪音大,基本上無法進行該項試驗。因此,要認真作好出廠試驗中局部放電試驗,從技術上把好質量關。
國家標準對局部放電試驗有兩個程序,即程序A和程序B。
程序A:工頻耐壓試驗之后,在降壓過程中,降到局部放電測量電壓,在30S內測量局部放電量。
程序B:工頻耐壓試驗后,進行局部放電試驗,施加的電壓是工頻耐壓的80%,持續時間不少于60S。然后,直接降到規定的局部放電測量電壓,在30S內測量局部放電量。
測量電壓Um時,局部放電量不大于10pc,測量電壓為(1.2Um/)時局部放電量不大于5pc。
該電流互感器的廠家是按照程序B進行的。這些設備出廠試驗的局部放電量合格,為什么運行后又發生事故?廠方對此進行了分析和對比試驗,認為:一是由于局部放電測量是在工頻耐壓試驗后進行,可能在680kV時激發的局部放電已經消失。二是局部放電測量的預加電壓較低,不能激發局部放電。因此,廠家改進了局部放電的試驗方法:加電壓680kV做工頻耐壓試驗,耐壓1分鐘,降至550kV。1分鐘后,測量局部放電量,其值不大于5pc。
據廠家介紹,他們按新試驗程序發現,通過新程序的電流互感器絕緣包扎良好,符合圖紙及工藝要求。而未通過新程序的產品,絕緣包扎有斷層,內側起棱現象。
3、油色譜
廠家對油色譜進行了一定的分析,對新局部放電試驗方法,查處有問題的兩臺產品,反復做了局部放電試驗和色譜分析,其結果如下:當放電量達到10萬pc時,加壓40小時,油色譜中乙炔從0上升到1.5ppm。
三、運行中監督
該廠的這種型號的產品已經運行了二十多年,全國目前已有600多臺在運行,在1997年發現93年、94年出廠的產品,由于混油問題(大連油和錦西油混用)造成的介損上升問題,目前又出現絕緣包扎的問題。由于在現場無法檢測哪些設備的絕緣包扎存在缺陷,因此,該站的同類設備全部還廠重新包扎絕緣,按照新的局部放電測量方法測量局部放電,確保產品質量。
這批電流互感器投運后,由于油色譜超標,現場充氮脫氣處理了兩臺次,同樣由于油色譜超標,更換了3臺,新安裝時由于二次繞組絕緣電阻不合格(為0)更換了一臺。1999年,一臺電流互感器由于油色譜中氫(H2)含量超過20,000ppm,解體檢查發現CT內部一次引線的螺絲松動造成氫含量超標。
這批電流互感器投運后的油色譜中都含有乙炔(C2H2)。
由于電流互感器絕緣層較多,如果是內層的絕緣包扎不好,出現局部放電,產生的乙炔氣體是很難逸出到油中,因此,油色譜檢測的及時性和有效性值都較差。但是,我們仍然發現爆炸的電流互感器的色譜數據和其它電流互感器之間的差別,增長速度和絕對值比其它的要大。目前,我們已將注意值定為0.6ppm,檢測周期改為3個月1次。 標準中沒有規定油中含氣量,如果油中含氣量大,可能出現油中的局部放電,產生乙炔,這對用乙炔發現油紙絕緣中缺陷是不利的,因此應該控制油中含氣量。