500kV SF6电流互感器事故原因分析

1、第 2 9 卷第 4 期 2 O O 6年 8月 四 川 电 力 技 术 S i c h u a n F J e c tr i c P o w e rTe c h n do g y V o 1 2 9， No 4 Au g 。 2 O O 6 5 0 0 k V S F 6 电流互感器事故原因分析 白斌 ( 德阳电业局， 四川德阳6 1 8 o o o ) 摘要： 介绍了某座变电站 5 0 0 k V s t 6 电流互感器的事故发生过程 ， 判别事故原因为绕制支柱绝缘子产 生气泡 ， 引起 局部放电， 导致支柱绝缘子内部沿面闪络击穿， 并提 出了相应的预防措施。 关键词： s F 6 ； 电

2、流互感器； 分析； 电场； 绝缘子 Ab c 如 d ：T h e a c c i d e n t p r o c e s s o f 5 0 0 k V s t 6 c u r r e n t t r a n s f o r me r i n fl s u b s t a t i o n i s i n t r o d u c e d t h e ll,8 o n i s d i s t i n g u i s h e d t h a t t h e r e i s b u b b l e O n s u p p o r t i n s u l a t o r w h i c h h a s

3、 c a u s e d p a r t i a l d is e h a e a n dl e d t o s u r f a c e t l nsh o v e r o f s u p p o r t i nsu l a t o r ，a n d t i m c o r r p o n d - i n g p r e v e n ti v e n M l珊u r e s a re p u t f o r w a r d K e y w o r d s ：S F 6 ； c u r r e n t t r a n s f o m e r ； a n a l y s i s ； e l e c

4、 t r i c fi e l d ； i n s u l a t o r 中图分类号 ： T M 4 5 2 文献标识码： B 文章编号： 1 0 0 3 6 9 5 4 ( 2 0 0 6 ) 0 4 一O O 2 30 3 s t 6 电流互感器由于绝缘强度高、 不燃、 不爆炸、 维护量少等优点， 在 5 0 0 k V变电站内逐步广泛使用。 S F 6 气体绝缘电流互感器是一种新型设备， 设备投运 后检测内部绝缘状况方法为微量水含量和密封性试 验。此检测方法不能发现互感器内部绝缘存在放电 和过热故障。下面分析了某座变电站 5 0 0 k V s t 6 电 流互感器事故原因。 1 故障

5、情况 2 0 0 5 年 I 1 月2 7日， 某座变电站 5 0 0 k V 5 0 1 2 号 B相 S F 6 电流互感器在正常运行中发生故障。 该互感器型号为T G 5 5 0 ， 2 0 0 4 年制造， 于 2 0 0 5 年 7 月 2 6日投运。事故发生前， 系统无操作， 变电站无 雷击 ， 5 0 0 k V第一串、 第三串和第六串断路器运行。 事故发生后， I 号主变差动保护、 5 0 0 k V母差保护动 作， 四台断路器跳闸， 5 0 1 2 号 B相电流互感器气体继 电器发出报警信号， 室外检查发现 5 0 1 2号 B相电流 互感器顶盖掉落在地面上， 501 2号

6、B相电流互感器 S F 6 气体压力为零 ， 壳体防爆片完好； 互感器上方 B 相母线四个悬式瓷绝缘子打坏， 靠绝缘子侧引流线部 分断股。 2 解体检查 事故后对该电流互感器解体检查， 情况如下。 1 ) 支柱绝缘子向上移位， 绝缘子的法兰顶盖冲出 壳体。 2 ) 支柱绝缘子法兰内圆边上有电弧灼烧斑点， 外 圆边与绝缘子交界面有一点电弧灼烧点。 3 ) 支柱绝缘子内壁大面积烧黑 ， 有自上而下连续 的沿面闪络击穿形成的爬电沟道。支柱绝缘子上部 位玻璃纤维撕裂， 成条状； 中下部位爬电沟道为一直 线。 4 ) 一次绕组外导电杆靠近接线板处表面绝缘层 有一点电弧灼烧斑点 。 5 ) 二次绕组引线金

7、 属接 头外表 面有 大电流烧伤 斑点 。 6 ) -次绕组内壁表面有两点电弧灼烧斑点 ， 斑点 与一次绕组外导电棒上电弧点位于同一方向， 且二次 绕组 内壁破裂 。 7 ) -次绕组导管端部内壁有大电流烧伤斑点， 斑 点与二次绕组引线烧伤斑点对应。 8 ) -次绕组出口引线有 白色粉末物。 3 原因分析 3 1 故障过程判断 从电流互感器检查结果及产品结构分析， 判定故 障源为支柱绝缘子。 局部放电从支柱绝缘子与法兰连接内圆柱侧开 始。支柱绝缘子沿面闪络击穿， 电弧电流瞬时产生热 量引起支柱绝缘子内 S F 6 气体膨胀 ， 高温、 高压气体 2 3 维普资讯 第 2 9 卷第 4 期 2

8、O 0 6年 8 月 四 川 电 力 技 术 S ic h u a n E l e ：t r c r r e c h n de q y V0 1 2 9。 N o 4 Au g 2 0 O 6 不能从支柱绝缘子上 2 个小孔中立即释放， 从承受压 力较弱的法兰顶盖处冲出。电流互感器密封性破坏， 导致 S F 6 气体压力下降和溢出。s F 6 气体绝缘击穿强 度下降， 导致高电位一次绕组的外盘导电杆对低电位 的二次绕组内壁放电， 分别在其上留下电弧痕迹。支 柱绝缘子沿面闪络击穿， 6 7 8 8 A短路电流产生向上的 电动推力， 将支柱绝缘子推离电流互感器壳体， 造成 支柱绝缘子相连的二次绕组

9、与 一 次绕组导电杆碰撞， 致使二次绕组内壁破裂。s 气体溢出， 压 力表报 警。 3 2 支柱绝缘子放电原因 固体绝缘介质沿面放电重要原因足沿蔺f ； 络。 沿面闪络分为两种： 一种是污染绝缘谣的闪络， 另一 种是绝缘介质表面闪络。 3 2 1 污染绝缘面的 闪络 污染绝缘面 的闪络 手要为绝缘材料表丽受潮。 绝缘材料表 面受潮 ， 贝 0 工 领闪络 电压 会 明 降低。 S F 6 气体q 的水分 ， 在环境潞度为 一2一 4 0 C下， 槲对 湿度为5 0 时， 使绝缘件 =_-频闪 电压下降 5 一 】 7 ； 湿度更高， 工频 络 电 下降延 。 支 慧缘子表面受瀚脬躅有： 电流曩

10、您 器密封不 好。 外界水分浸入； 充入s F 气体 I 舍礁水分； 支 地 缘子带 人的水分。 电流互感器里水分存在形式为 气沣中 吸 附于绝缘材料( 支柱绝缘 ) 的袁 上。水分存 形 式取决 予环境温度的变化。挪威工业技术大学瑞 恩 研究所表明， 一 一 年中s 气体水 隧环境温嚏变化， 如图 j 所示。 图 1 s F 6 气体水分与温度的关系图 绝缘材料和 S 气体存荭吸附作用。当环境温 度升高 j 1j ， 吸附在绝缘材料表面臼 勺 水分逃 人 s t t 中 ， 使 s F 6 气体水分增加 ， 境温 降低时 水分 从 s F 6 气体中迁移 缉 ； 丧函 体中水 2 分减少。从

11、图 l 可知， 每年 7 8 月， S F 6 气体中水分 含量最高； l 1 1 2 月， s F 6 气体中水分含量最少。交 接试验时， 检测电流互感器密封性试验合格； 在 2 8 环境温度下检测 S 中微量水含 量为 7 6A 1 ， 低 于 5 0 0 t d 1 注意值。绝缘材料 内部所 含水 分， 一般 为 0 1 0 5 ( 重量 比) ， 向外扩散 速度 太慢 ， 有时长 达半年。运行中， 电流互感器内部压力正常。 以上分析， 排除支柱绝缘子受潮因素。 3 2 2 绝缘介质表面闪络 1 ) 绝缘介质表面发生闪络条件是绝缘介质表面 的场强达到闪络场强； 闪络场强与电场不均匀程度、

12、 电极表面粗糙度等因素有关。电场不均匀程度由电 流互感器壳体与支柱绝缘子法兰连接区电场分布不 均匀决定。采用均压环改善了支柱绝缘子外圆柱表 面场强分布不均， 支柱绝缘子内圆柱表面场强仍高。 电极表面粗糙度与制造质量和运输质量有关。 支柱绝缘子采用玻璃纤维， 绝缘强度 、 刚度与抗 弯强度高。当粘接法兰工艺不当， 如粘接面的粗糙度 过大 使沿面闪络电压降低； 粘接剂加入量不当， 对支 柱绝缘 了抗弯强度影响很大。 2 ) 当绕制玻璃纤维支柱绝缘子过程中， 空气没有 排爆， 产生气泡导致支柱绝缘子表面局部场强集中超 鼻支柱地缘于的击穿场强 ， 产生局部放 电， 局部放 电 持续发展对支柱绝缘子材料

13、的热破坏和电破坏， 使支 往绝缘予闪络击穿。这种因素可能性最大。 4 预防措施 4 1 投运前进行局部放电试验 局部放电试验可 以有效发现制造质量和运输质 量造成支拄绝缘子内存在的气泡、 裂纹和电极的尖 角。 4 。 2 检测 S F 6 气体分解物里 S ( ) 2 气体含量 团体绝缘材料发生局部放 电， 放 电产生热能 ， 会 使分解 s v 6 气体与水分产生化学反应， 分解反应式 为 ： S F 6 -=S +F 2 S l +H2 0- - S OF 2+2 HI 、 S 0 + O= S 0 +2 HF 热分解产物 s o 和 S 0 2 气体成分比较稳定， 容 易长期存在 s r

14、 6 气体中。通过检测 s F 6 气体中 S 0 2 含 量 ， 能够判断电气设 备内部 是否发生过 热与放 电故 维普资讯 第 2 9 卷第 4 期 2 0 O 6年 8 月 四 川 电 力 技 术 S i c h u a n E l e c t r i c P o we r T e c h n o l o g y Vo 1 2 9 No 4 A u g 。 2 0 0 6 障。此方法简便、 试验成本低。福建省电力试验研究 所于 1 9 9 9年3 月， 通过检测 S o 2 发现一台5 0 0 k V气 体式电流互感器内部发生放电性故障。 4 3 定期开展红外线检测 电气设备内部故障点在

15、绝缘材料或金属壳里， 红 外线穿透能力较弱( 对金属导体穿透厚度为 1 t a n ， 大 多数非导电材料穿透厚度小于 1 ) 。故障点热量 通过对流， 与周围导体或绝缘材料发生热传递， 引起 故障点温度升高， 从而产生温升和形成周围表面温度 场变化。绝缘故障温升和相间温度差一般在 0 5 3之间。 红外线检测 s t 6 电流互感器内部固体绝缘材料 局部放电引起的发热故障， 准确性受故障部位和设备 体积影响大， 可作为检测绝缘状况的辅助方法。 5 结论 1 ) 支柱绝缘子沿面闪络原因为绕制绝缘子产生 气泡。 2 ) 投运前， 没有对电流互感器进行局部放电试 验， 使事故最终发生。 3 ) 由

16、于支柱绝缘子设计缺 陷， 绝缘子 内圆柱沿面 闪络产生气体从承受压力较弱的顶盖处冲出， 壳体防 爆片没有起作用， 使事故损失扩大。 4 ) 检测 s F 6 气体分解物里 s o 2 气体含量 ， 可及时 发现电流互感器内部的放电故障。 ( 收稿 日期： 2 o O 60 5 1 5 ) ( 上接第 9页) 表4 2 0 o 4 年 7 月1 8 E t ( 星 期日 ) 预 测 结 果 3 结论与展望 所提出的模糊逻辑和人 工神经 网络理论在 电力 系统短期负荷预测中的方法， 能考虑影响负荷的多种 天气因素， 可以适应一般的天气变化， 同单纯的神经 网络方法相比， 训练负担大大减少， 只需对 7 个神经 网络的最大、 最小负荷进行训练即可， 且模糊出的负 荷曲线形状符合实际情况， 更能显示负荷的整体综合 特性， 如果天气因素考虑得更全面些( 如各种特殊的 节假日) ， 则有可能会进一步提高预测精度， 经过多年 实践检验， 其实际数据测试结果表明了该方法的有效 性， 使得德阳电业局负荷预测 日均准确率近两年在全 省排名第三名， 最大、 最小负荷预测准确率全省排名 第二名位置。 参考文献 1 模糊知识处理的理论与技术 M 北京： 国防工业出版 社， 1 9 9 8 【 2 电力系统辩识【 M 北京