張 浩，豆河偉，郭 宇

（國(guó)網(wǎng)陜西省電力有限公司 榆林供電公司，陜西 榆林 719000）

1 電容式電流互感器構(gòu)成

干式電容型電流互感器主要由一次繞組、二次繞組、箱體、底座、均壓罩、出線(xiàn)端子、硅膠傘裙等部件組成，如圖1所示。

圖1 電容式電流互感器結(jié)構(gòu)示意

干式電容型電流互感器內(nèi)部絕緣一般采用聚四氟乙烯薄膜纏繞而成，電容屏用金屬箔鋪設(shè)在絕緣層上作為極板，兩者多次交替包繞形成同軸圓形電容結(jié)構(gòu)，使沿徑向和軸向的電場(chǎng)分布均勻，提高了一次繞組的擊穿電壓，外護(hù)套及硅橡膠傘群構(gòu)成一次繞組的外絕緣。地屏引出線(xiàn)是與最末一層電容屏相連的金屬線(xiàn)或金屬片，通過(guò)與地電位連接，使最末層電容屏處于地電位，也稱(chēng)為地屏[1-4]。

2 設(shè)備解體

2.1 設(shè)備運(yùn)行工況

2021年11月，某變電站開(kāi)關(guān)跳閘，母差保護(hù)裝置告警動(dòng)作，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)一、二次設(shè)備進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)干式電容型電流互感器C相炸裂燒損，其余設(shè)備正常。該電流互感器為L(zhǎng)GB-110型干式電流互感器，2020年7月生產(chǎn)。

2.2 設(shè)備外觀(guān)檢查

干式電容性電流互感器C相燒損后，組織人員通過(guò)外觀(guān)檢查分析，發(fā)現(xiàn)本次互感器箱體內(nèi)部發(fā)生爆炸，箱體嚴(yán)重變形，一次導(dǎo)體絕緣護(hù)套有一處炸裂缺口，如圖2所示。

圖2 電流互感器C相炸裂

2.3 解體檢查

為查找故障具體原因，組織專(zhuān)家對(duì)干式電容型電流互感器進(jìn)行解體檢查，解體前對(duì)該互感器爆裂及燒蝕情況進(jìn)行近距離的觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)箱體上表面有多處電弧燒蝕點(diǎn)，一次導(dǎo)體外護(hù)套有一處炸裂口，2處位置接近，初步分析判斷此處在故障時(shí)發(fā)生電弧閃絡(luò)接地，如圖3所示。

圖3 干式電流互感器外觀(guān)

通過(guò)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)電流互感器箱體膨脹，箱體一條邊裂開(kāi)，判斷互感器內(nèi)部在事故發(fā)生過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大量氣體，進(jìn)而導(dǎo)致箱體膨脹裂開(kāi)，如圖4 所示。

圖4 箱體炸裂情況

打開(kāi)箱體后，發(fā)現(xiàn)箱體內(nèi)部只有熏黑的痕跡，沒(méi)有電弧閃絡(luò)燒蝕痕跡，一次導(dǎo)體在箱體內(nèi)部的部分有一處爆裂口，如圖5所示。

圖5 箱體內(nèi)部情況

將箱體完全拆除后，整體檢查，發(fā)現(xiàn)該互感器一次導(dǎo)體僅有2處爆裂口，位置接近，分別位于箱體的外部和內(nèi)部，如圖6所示。

圖6 箱體拆除后的裂口情況

進(jìn)一步對(duì)2處爆裂口進(jìn)行逐層解體，發(fā)現(xiàn)爆裂口2并沒(méi)有燒蝕到一次導(dǎo)體，僅表面的幾層電容屏和絕緣層被燒黑。而爆裂口1燒蝕很深，所有電容屏均被燒穿，在一次導(dǎo)桿表面燒蝕出一個(gè)直徑約2 cm的洞，如圖7所示。

圖7 一次導(dǎo)體燒蝕孔洞情況

對(duì)該燒蝕點(diǎn)周?chē)碾娙萜林饘訖z查發(fā)現(xiàn)，最內(nèi)側(cè)的幾層電容屏出發(fā)現(xiàn)大面積的電容屏鋁箔破損、缺失，聚四氟乙烯絕緣薄膜完好，沒(méi)有熔化的金屬碎屑，應(yīng)為生產(chǎn)加工過(guò)程中存在電容屏缺失不完整的情況，并非故障時(shí)的電弧燒蝕所致，如圖8所示。

圖8 電容屏缺失情況

此外，在解體中未發(fā)現(xiàn)該電流互感器內(nèi)部有進(jìn)水受潮現(xiàn)象，且末屏引下線(xiàn)處完好無(wú)損，如圖9所示。

圖9 末屏引下線(xiàn)接線(xiàn)處外觀(guān)

3 原因分析

（1）互感器發(fā)生在故障前，天氣情況良好，無(wú)大風(fēng)大雨等異常天氣，可以排除外部原因?qū)е碌脑O(shè)備故障。

（2）在對(duì)設(shè)備解體過(guò)程中，未發(fā)現(xiàn)絕緣外護(hù)套有密封工藝不良的地方，內(nèi)部也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)滲水痕跡，可以排除因進(jìn)水導(dǎo)致的內(nèi)部閃絡(luò)。

（3）現(xiàn)場(chǎng)解體發(fā)現(xiàn)1號(hào)裂口燒蝕情況最為嚴(yán)重，且該位置距離箱體上燒蝕的點(diǎn)處位置接近，判斷故障時(shí)的接地電弧由此處接地，電弧入地點(diǎn)為處于地電位的金屬箱體。箱體內(nèi)部的2號(hào)裂口為故障發(fā)生后絕緣護(hù)套內(nèi)部產(chǎn)生的大量氣體膨脹導(dǎo)致，并進(jìn)一步導(dǎo)致箱體膨脹裂開(kāi)，而非故障接地點(diǎn)。

（4）根據(jù)調(diào)查，該站在2021年8月26日也曾發(fā)生一起故障情況和位置與本次高度類(lèi)似的電流互感器爆炸事故，2次事故的互感器為同廠(chǎng)家、同批次產(chǎn)品。

1號(hào)裂口導(dǎo)體燒蝕處周邊多層電容屏存在鋁箔缺失不完整的現(xiàn)象，從現(xiàn)場(chǎng)解體情況來(lái)看，并非電弧燒蝕所致，應(yīng)是在生產(chǎn)加工過(guò)程中該處電容屏已經(jīng)不完整。

根據(jù)干式電流互感器的結(jié)構(gòu)，主絕緣由10多層的電容串聯(lián)而成，一次對(duì)地電壓均勻地分布在各層之間。如果電容屏存在不完整或者缺失情況，則會(huì)導(dǎo)致該處的電場(chǎng)引起畸變，使得絕緣在高電壓和不均勻的電場(chǎng)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而發(fā)生劣化，最終導(dǎo)致?lián)舸?，擊穿瞬間產(chǎn)生很高的壓力，在絕緣內(nèi)部因無(wú)法釋放而導(dǎo)致爆炸。

4 預(yù)防措施

運(yùn)維維護(hù)預(yù)防措施：（1）日常運(yùn)維中加強(qiáng)局放檢測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部存在的絕緣缺陷；（2）督促生產(chǎn)廠(chǎng)家對(duì)生產(chǎn)流程中工藝中的環(huán)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，對(duì)生產(chǎn)人員、材料選擇、工藝選用及質(zhì)檢流程加強(qiáng)管理；（3）對(duì)同廠(chǎng)家、同批次的在運(yùn)電流互感器進(jìn)行排查，避免后期再次出現(xiàn)類(lèi)似故障。

5 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)干式電容型電流互感器電容屏斷裂解體進(jìn)行檢查和分析，查找出了互感器炸裂擊穿的原因，確認(rèn)本次互感器故障的主要原因是電容屏繞制過(guò)程中由于繞制工藝不良導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重故障，設(shè)備使用單位應(yīng)加強(qiáng)該類(lèi)型設(shè)備入網(wǎng)檢測(cè)和日常運(yùn)維檢測(cè)。