一起500kVSF6流变故障原因分析

一起500kVSF6流变故障原因分析

李勇群金伟坚

（国网江苏省电力有限公司检修分公司淮安运维分部江苏淮安223000）

摘要：本文介绍了一起500kVSF6流变绝缘内部击穿故障。通过SF6分解物、绝缘电阻等试验项目，初步确定故障原因。返厂解体检查，发现了因SF6流变绝缘支撑件缺陷导致本次故障，同时阐述了SF6流变绝缘击穿的整个过程，提出防止SF6流变发生类似故障的措施。

关键词：SF6流变；SF6分解物；绝缘电阻；绝缘支撑件

前言

目前电力系统中凭借结构简单、运行维护工作量小等优势，SF6式电流互感器被广泛应用于高电压等级的电力系统中。但与正立式、倒立式流变相比，普遍存在相关研究比较匮乏的现象，然而在实际运行的过程中，SF6流变出现问题的现象屡见不鲜[1]。本文介绍了某变电站的SF6电流互感器缺陷实例，并对此缺陷发生的原因进行了诊断分析。

1故障概述

2017年7月11日00时23分20秒，天气晴，500kV某变电站某线路保护动作，A相跳闸，重合不成，5043、5042开关跳闸，后试投一次不成功。现场检查情况如下：

1.1保护动作情况

某线路保护装置共2套。第一套RCS-931DM保护（南瑞继保）：3ms工频变化量阻抗动作，13ms电流差动动作，16ms距离I段动作，A相跳闸，1552ms电流差动动作，1585ms距离加速动作，1589ms距离I段动作，ABC三相跳闸。故障电流：二次值13.66A/一次值34150A；相别：A相；测距：0km。第二套CSC-103A保护（北京四方）：4ms保护启动，10ms分相差动保护动作，13msⅠ阻抗出口，A相跳闸，1576ms分相差动出口，1577ms阻抗相近加速出口，ABC相跳闸。故障电流：二次值11.19A/一次值27875A；相别：A相；测距：2.391km。

1.2一次设备检查情况

5043流变A相金属构支架接地部位发现放电痕迹、流变底座与支架螺栓紧固处四角发现放电痕迹，如图1、图2。

3故障原因分析

3.1故障起因

故障流变靠近P1侧的一支绝缘支撑件存在内部气泡缺陷或因浇注应力、运输过程等因素造成造成支撑件绝缘强度下降，长期运行中存在小能量的局部放电，最终发展成该绝缘件击穿炸裂。

3.2故障过程

P1侧一支绝缘支撑件损坏，器身部件失去支撑平衡，器身向击穿的绝缘支撑件侧倾斜，铁心罩壳P1侧与外壳的主绝缘距离减小，绝缘性能下降；而且由于粉状放电分解产物的污染、金属粒子的空间散布，从而导致绝缘性能进一步下降。

由于铁心罩壳与流变外壳之间绝缘性能的降低，在重合闸时，铁心罩壳与外壳发生击穿；后试投一次，铁心罩壳与外壳再次发生击穿。在支撑不平衡状态下，经过两次的击穿放电，二次罩壳烧熔2处孔洞，拉弧放电产生巨大的热量以及电动力，导致P1侧铆钉全部损坏而掉落；以一次导电杆为坐标，与炸裂支撑件同侧的环氧支撑件受力而断裂，不同侧的环氧支撑件的铸铝支持件断裂。

3.3综合分析

结合SF6结构、故障流变解体情况以及故障时保护动作情况综合分析，可以确定短路电流流向为：经一次导电杆由P1侧流向P2侧，然后经外壳及顶板铸铝支持件到绝缘支撑件，绝缘支撑件击穿导致顶板铸铝支持件与铁心罩壳拉弧，再通过铁心罩壳及二次引线管到达底座。电流流向如下图：

综上所述，此次发生故障的原因为器身用绝缘支撑件缺陷导致的主绝缘击穿。

4防范措施

对于系统中正在运行的SF6流变，如何避免发生类似的事故，我们给出以下建议：

（1）互感器厂家应加强生产环节的质量管理，特别是绝缘处理环节以及相关配件的质量控制。同时，强化设备进厂监造，控制整个生产过程，责任落实于个人。因为生产环节的任何一个缺陷，即使是很小的缺陷，都会引发影响运行环节安全稳定运行的重要问题。（2）一般生产厂家距离变电所大都比较遥远，运输问题是导致500kVSF6电流互感器发生形变的主要原因之一，所以制造厂家生产的SF6电流互感器应具备一定的运输抗震能力，在运输车辆上做好防震措施，并安装三维冲撞记录仪；设备下车前，应共同检查确认无误后，方可安装。[3]（3）严格执行交接规范，投运前对每一环节逐一核对，对存在疑问之处，请厂家或安装单位加以说明与验证，杜绝因安装过程造成的缺陷。（4）在SF6电流互感器投入运行后按要求做好相关巡视维护工作，如发现气压数据变化明显，应及时进行分析，加以处理。定期开展SF6气体成分分析，有助于提高设备安全稳定运行。特别是刚投运的新设备，更应该开展此类试验，建立数据档案。（5）定期开展除红外测温以外的带电检测项目如超声波/超高频局放、红外/激光SF6气体检漏技术，对于互感器内部性放电故障，能够做到早发现，早处理，避免缺陷进一步扩大，而导致事故。

结束语

SF6流变作为变电站常用的电力设备，气体以SF6为主，具有不燃、无色、无味等特点，发挥着重要的作用，在变电运维管理工作中，需要做好安全检查工作，重点检查对接关键部位，以确保设备能够健康运行。

参考文献

[1]邹建明.SF6气体电流互感器运行情况分析及技术发展现状[J].电力设备,2007,8(1):25-28.

[2]西南电业管理局试验研究所，高压电气设备试验方法水利电力出版社1984年.

[3]王园园.邵颖彪等.SF6电流互感器绝缘缺陷的放电及气体分解特性[J].中国电力,2016,11(49):63-69.