一起220kV变电站低压侧电流互感器爆炸原因分析

孙明楚

摘 要：电流互感器在整个电力系统中占据重要地位，属于传感器设备，通常情况下电流互感器被设置于一次回路内部，实际工作中可能遭受各类电压的冲击，以及受到多种潮气、腐蚀性气体等的影响，从而发生爆炸事故。本文结合一起220kV变电站低压端互感器爆炸事故，分析了爆炸成因以及解决对策。

关键词：220kV变电站；低压端；电流互感器；爆炸成因

中图分类号：TM452 文献标识码：A

0.前言

电力设备是整个电力系统的重要设备，关系到整个系统的安全，应该加大对其测试、监督与管理。在变电站内部应用的电流互感器，发挥着变流、隔离、测量、保护等功能，从而维护系统的安全、稳定运行。当电流互感器发生故障，则可能使得整个电力系统受到影响，因为电流互感器功能失常，则可能导致不能组建二次回路，保护性设备也无法正常运转。

1.事故变电站的基本情况

某变电站为220kV电压，该站主变低压端电流互感器出现爆炸故障，使得对应的开关系统也发生跳闸，系统供电中断，出现故障危机。出现事故的变电站，其主变容量达到50MVA，而且存在不同的电压等级，最高为220kV，最低为35kV，低压端母线选择了单母线分列工作模式，存在若干出线，负责为各大用户提供电能服务。爆炸事故未发生前，主变接线以及母线运行情况如图1所示。

系统发生故障之前，主变以及对应的开关的负荷统计见表1。

2.故障调查与成因分析

经过检修人员对变电站低压端进行全方位的检测，最终看到：2号主变第一套差动保护发出动作，主变的三侧开关断开，从中看到35kV低压端的B相开关发生开爆现象，而且开关也出现了腐蚀变质、焦化等问题，余下的一次设备则处于常规状态。对此对故障装置加以调整，使其进入检修模式，而且不同班组、人员也及时进入抢修状态，检修中发现2号主变自身没有损耗，保持完好，高压、低压以及中压等的绝缘度也处于合理状态，然而，低压端绝缘却相对较低，对其直流电阻进行测试，未发现异常问题，绕组变形绝缘也合格，对此得出结论：2号主变保护设备处于常规状态，低压端二次故障回路则被隔离，能够重新回归运行。

根据故障调查结果来及时对其成因加以分析，对此应该重点锁定电流互感器，可以通过解剖试验、测试等方式来分析检测，经过反复的测试与操作发现，电流互感器的一次绕组存在放电现象，主要对象为：二次绕组。同时，实际放電的部位缺少绝缘材料包裹，逐渐失去了绝缘保护。同时，经过仔细检查发现：无论是绕组绝缘层分布不均，局部质地或薄或厚。

根据观察所得的现象，结合相关理论进行深入分析得出：低压端电流互感器由于长时间地运行，在其一、二次绕组中间会受到电流与电压的冲击与影响，从而导致他们之间的材料绝缘受损，如果得不到及时维护与调整，则可能发生绝缘击穿问题，绝缘度得不到保证，则意味着整个互感器处于高危状态，也可能造成互感器高压绕组接地，在这种情况下，低压系统的B相电压降至0，其他两相则升高到一定程度，处于线电压水平。

从故障录波图中能够看到，当故障发生0.90秒后，低压端互感器以及中性线有大量的变形性电流留出，其数值较大达到270A，这一电流属于发生短路故障之前，录波器中所记载的电流极值，因为短路电流过大，则可能造成录波器不能及时记下电流。按照规定的公式来计算，一次电流值达到十万安，然而，根据电网的相关规程与理论，此变电站35kV母线发生短路故障时，极端运行模式下，短路极值只有2万A，这就意味着之前所形成的270A电流不是二次电流。结合录波器提供的数据模型看到：0.8秒范围内B相由于电压较高，对电流互感器二次绕组发生较强的作用，使得其外围的绝缘层受损，在这种情况下则将导致绕组之间放电现象，使得一次对二次放电，两路电流也逐渐混乱、混合。然而，因为放电出现在专用绕组和测量绕组二者中间，保护绕组则大体处于完好无损状态，同时，35kV未实施接地处理，也没有出现短路故障，所以，对应的一次设备与保护设备等都能完好地工作。2号主变的保护都未能开启运行，也未发生出口跳闸现象。

变电站低压端B相出现接地时，则将导致C相电压较高，上升至线电压，变电站C相互感器其绝缘受损部位绝缘度较差，出现了被击穿问题，从而造成C相接地。2号主变低压端B相电流互感器会流经大地同其所供应的用户的C相电容器之间联系，最终出现了BC相间接地短路。

3.总结分析

（1）经过对这一起变电站低压端电流互感器爆炸故障的分析，发现其一次绕组、二次绕组中间的绝缘层质地不均匀，特别是绝缘层较薄的部位甚至出现了非绝缘性杂质，其绝缘性能有限，难以抵御多种不良因素的干扰，例如：强电压冲击、腐蚀性空气、水分侵蚀等，导致绝缘侧绝缘性能不断降低，直至被击穿受损。

（2）电流互感器自身的性能、质量等也将影响着整个变电系统的安全运行，特别是绝缘材料质量，以及各个用户的各项设备也可能出现较薄的部位，这就需要管理部门强化监管，加大对互感器绝缘的检验力度，控制不良事故的出现。转动轴常规工作状态下很容易受损，对此需要积极调整衬套，来有效预防间隙变大，而且要主语衬套的选配，通常优选耐磨类型。由于铜具有良好的抗磨性，为了减少磨损、控制爆裂问题，就要选择添加铜套的方式，铜套外围可以凭借防爆螺纹同外壳妥善结合，其内侧同转动轴之间的连接充当圆筒的结合面，为了达到防爆规定，如果磨损不断严重，则要更新铜套，确保设备达到防爆的规定。

（3）要注重电动云台出线的选配，一般以永久性电缆为最佳，要求设计者对其进行浇封处理，具体长度应该在2cm以上，所引出的电缆长度也要在2m以上，可以把线浇封于转动轴内部。

参考文献

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