一起220 kV SF6电流互感器故障原因分析

干建丽

（浙江浙能水电管理有限公司，杭州310009）

一起220 kV SF6电流互感器故障原因分析

干建丽

（浙江浙能水电管理有限公司，杭州310009）

介绍了某发电厂220 kV SF6电流互感器故障和解体情况，判别事故原因为盆式绝缘子表面裂纹引起局部放电，最终导致发生接地故障。通过提高设备制造水平，规范设备运输，加强设备交接验收工作，定期开展气体湿度和分解物检测，定期开展红外线检测等手段，可以有效预防SF6电流互感器主绝缘击穿故障。

电流互感器；盆式绝缘子；局部放电

SF6电流互感器以SF6气体间隙作为主绝缘，其绝缘强度高、结构简单、运行维护量少，在电力系统中得到了广泛的应用。但是，随着SF6电流互感器的大量投入运行，也出现了一些问题，例如发生SF6电流互感器主绝缘击穿故障。以下对一起220 kV SF6电流互感器故障原因进行了分析，并提出了相应的预防措施。

1 故障情况

某发电厂运行中的1号主变压器（简称主变）差动保护动作，跳开1号主变220 kV开关和1号机组灭磁开关。当天天气良好，220 kV系统运行正常，无倒闸操作，故障前主变负荷较小。

对保护动作报文和故障录波图进行分析，显示主变差动保护范围内发生A相接地故障。现场检查主变220 kV开关端子箱时，发现端子箱内至主变220 kV A相TA（电流互感器）二次绕组的电缆有烧黑现象，其中至第5组二次绕组的电缆芯烧断，对应的N相的电缆芯、端子排上连接片均烧断（见图1）。

图1 N相的端子排连接片烧断

测量TA主绝缘以及二次绕组直流电阻值，如表1、表2所示。

表1 TA一次绕组对二次绕组及地的绝缘电阻

表2 TA二次绕组直流电阻

结果显示，A相TA绝缘电阻值明显小于另外两相，A相TA第2组、第5组二次绕组直流电阻值远大于其他二次绕组。据此判断，A相TA的主绝缘遭到了破坏，第2组、第5组二次绕组已烧损。

2 故障TA解体检查

故障TA为SF6绝缘倒置式，型号为LVQB-220W2，于2007年6月生产，通过将故障TA返厂解体发现：

（1）一次导电杆表面有放电痕迹，盆式绝缘子下部绝缘筒内无明显放电痕迹。

（2）盆式绝缘子表面有放电痕迹，并且局部发生开裂，见图2。

图2 局部开裂的盆式绝缘子放电痕迹

（3）屏蔽罩接地线中间多处熔断，而屏蔽罩接地线与头部屏蔽罩和二次接线板两者的连接处紧固且无明显放电痕迹。

（4）第2组、第5组二次绕组局部烧损，见图3。

3 故障原因分析

3.1 故障过程判断

从解体情况和产品结构进行分析，故障TA的屏蔽罩接地线与头部屏蔽罩和二次接线板两者的连接处紧固且无明显放电痕迹，屏蔽罩接地线的悬浮放电引起主绝缘放电的因素排除，故障源为支撑盆式绝缘子。

局部放电从图2中盆式绝缘子开裂处发生，放电导致电场不均匀，在长期运行电压的作用下，盆式绝缘子不断发生沿面爬电，主绝缘的绝缘强度不断下降，最终导致主绝缘的放电击穿。主绝缘击穿后，屏蔽罩电位抬高，屏蔽罩接地线中间多处断裂，同时屏蔽罩内的第2组、第5组二次绕组与屏蔽罩间的绝缘击穿而烧损。

图3 第2组、第5组二次绕组局部烧损

3.2 盆式绝缘子的放电原因

3.2.1 污染绝缘面放电

污染绝缘面放电的主要原因为绝缘材料表面受潮，受潮后工频闪络电压明显降低。据研究表明，SF6气体中的水分在环境温度为-2～40℃条件下，相对湿度为50%时，会导致绝缘件工频闪络电压下降5%～17%，湿度越高，工频闪络电压下降越大[1]。

盆式绝缘子表面受潮的主要原因有：TA密封不严，外界水分侵入；SF6气体中含有水分；盆式绝缘子带来的水分。

TA中水分存在于SF6气体中或吸附于盆式绝缘子表面上，水分存在的形式取决于环境温度的变化，当温度升高时，吸附在盆式绝缘子表面上的水分进入SF6气体中，使SF6气体中水分增加；反之，使SF6气体中水分减少。从A相TA故障前的SF6气体湿度检测结果分析，排除盆式绝缘子受潮因素。

3.2.2 绝缘子表面放电

盆式绝缘子的作用是支撑屏蔽罩和将屏蔽罩与一次导体高电压隔离，一般采用环氧树脂加Al2O3填料，经真空浇筑而成，具有以下几个特点：

（1）有较高的拉伸强度、足够的硬度，但脆性也较大。

（2）表面必须光滑平整、整洁。

（3）支撑绝缘是一个支撑连接件，必须浇装有金属嵌件。而环氧树脂浇筑有金属嵌件时，它们之间的嵌接处容易产生微小缺陷，会削弱产品的强度和耐电性能，同时容易造成局部电场集中。

综上所述，受不同原材料、工艺条件的影响，盆式绝缘子机械强度和耐电强度有一定的分散性，是设备头部绝缘的薄弱环节，容易发生局部放电，主要是由于表面裂纹、表面杂物或气泡等原因导致。结合TA返厂解体的情况，可以确定盆式绝缘子表面裂纹引起局部放电是导致本次绝缘击穿故障的主要原因。

4 预防措施

针对220 kV SF6电流互感器绝缘击穿故障，提出以下预防措施：

（1）制造厂家应加强质量控制，严把质量关，严格对每批次材料和零部件进行检验，防止盆式绝缘子在生产和装配工艺上的缺陷。产品在出厂前，应严格进行工频耐压试验和局部放电试验。

（2）加强运输质量的控制和验收，在每台产品上安装与冲撞相适应的振动记录仪，110～220 kV电压等级的安装1个，500 kV电压等级的安装2个。若记录数值超过制造厂允许值，则产品必须返厂检查。

（3）在设备投运前应严格进行交接验收试验。运行过程中必须严格按照规程进行例行试验，按周期对设备进行SF6气体湿度和分解产物测试，发现异常应立即停止运行。

（4）定期开展红外线检测。红外线检测技术可以检测SF6气体绝缘TA内部固体绝缘材料局部放电引起的发热故障，但是准确性受故障部位和设备体积影响较大，可作为检测绝缘状况的辅助手段。

[1]白斌.500 kV SF6电流互感器事故原因分析[J].四川电力技术，2006（4）∶23-25.

[2]别长报，邵学敏，石伟.一起220 kV SF6电流互感器主绝缘击穿故障分析与处理[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2013（3）∶28-30.

（本文编辑：杨勇）

Analysis on a Fault of 220 kV SF6Current Transformer

GAN Jianli
（Zhejiang Energy Hydropower Management Co.，Ltd.，Hangzhou 310009，China）

The paper introduces a fault of 220 kV SF6current transformer of a power plant and the disassembly.It is determined that the accident is caused by partial discharge due to cracks on basin-type insulator surface，which finally results in grounding fault.Main insulation breakdown fault of SF6current transformer can be effectively prevented through improvement of equipment manufacture level，equipment transportation regulation，equipment handover and acceptance strengthening，regular detection of gas humidity and decomposition products as well as regular infrared detection.

current transformer；basin-type insulator；partial discharge

TM595

：B

：1007-1881（2015）03-0067-03

2014-08-04

干建丽（1972），女，工程师，从事发电厂生产管理工作。