近年來，干式高壓電流互感器因其具有無瓷、無油（變壓器油）、無氣（SF6）的結構特點，以及無滲漏、維護工作量小、絕緣特性好等優良的特性，得到越來越廣泛的應用。筆者針對發生在變電所一臺110kV干式高壓電流互感器爆炸事故暴露出的安全運行薄弱環節，提出了事故預防措施，將有助于干式高壓電流互感器在電網中穩定、安全運行。
1干式高壓電流互感器結構
發生事故的干式電流互感器型號為LRGBJ2－110 2×300/5A，2006年9月生產，2007年6月投運。該型號干式高壓電流互感器主要由一次繞組、二次繞組、箱體、硅橡膠傘裙等組成。一次繞組由一次導體、接線端子、剛性骨架、絕緣層、電容屏、外護套硅橡膠傘裙及地屏引出線構成。一次導體為銅絞線，可以通過互感器頂部聯接板進行串并聯選擇，一次導體穿過剛性骨架與接線端子連接。剛性骨架是用不導磁的鋼管彎成U字型。絕緣層由聚四氟乙烯薄膜帶纏繞而成。電容屏用金屬箔鋪設在絕緣層上作為極板，兩者多次包繞形成同軸圓柱形電容結構，使沿徑向和軸向的電場分布均勻，提高一次繞組的擊穿電壓和沿面放電電壓。外護套及硅橡膠傘裙構成一次繞組的外絕緣。
地屏引出線與最末一層電容屏相連，用銅編織線引出并與地電位連接。二次繞組繞在環形鐵心上，套裝在一次繞組。箱體即是作為整個電流互感器的支撐，又嵌裝二次繞組，可防止風、沙、雨、雪的侵蝕和機械損傷。
2事故情況簡介
2007年12月29日上午7點40分，某110 kV變電所1號主變差動保護動作，跳開了110 kV線路開關、10 kV主變開關；110 kV I段母線失電，該110 kV變電所全所失電。事故發生時，天氣狀況為多云，系統無任何操作。
2.1爆炸事故現場檢查
事故發生后，現場檢查發現，110 kV橋開關C相干式高壓電流互感器發生爆炸，爆炸后設備狀況，事故現場現象有：①干式高壓電流互感器箱體炸裂，10 m外有長寬約為15 cm×12 cm箱體碎塊，四周散落著燒黑了的聚四氟乙烯薄膜，流變下方有滴濺著硅油；②干式高壓電流互感器P1側第10、11個和第5個硅橡膠傘裙，P2側第6個和第18、19個硅橡膠傘裙有炸傷爆突現象；③電流互感器P1側箱體與傘裙連接法蘭受爆炸力擠壓上升，該法蘭正下方一次導體外絕緣層已經爆炸燒損至接近剛性骨架；④二次繞組線圈已經松散，接線端子盒已經炸開，部分繞組二次接線從二次絕緣端子處斷開；但電流互感器末屏外引接地端依然和外殼可靠連接，檢查電流互感器二次外回路無異常現象；⑤橋開關流變A、B兩相，除B相因靠近C相受爆炸影響，二次電纜松脫之外，其他均無異常現象。
2.2電氣試驗檢查
電氣檢查試驗內容包括發生爆炸的C相電流互感器二次繞組通回路檢查，A相、B相電流互感器絕緣電阻、介質損耗及電容量測量、局部放電測量、工頻耐壓試驗、局部放電測量。
2.3解體檢查
根據試驗的檢查情況，選用局部放電量相對增長較快的B相電流互感器和事故電流互感器進行解體檢查，B相電流互感器解體檢查結果為：主絕緣的聚四氟乙烯薄膜帶潔白，包扎緊密，沒有松動，金屬電容邊沿整潔，沒有放電引起的異常電蝕，尺寸無位移，地屏編制軟銅絞線和端部銅片均無異常。
發生爆炸的C相電流互感器解體檢查結果如下：
（1）C相干式高壓電流互感器P1側第11、10個和第5個硅橡膠傘裙，P2側第6個和第18、19個硅橡膠傘裙發生絕緣擊穿，具體從第3、4主屏發生擊穿至硅橡膠傘裙炸傷爆突，并撐破外絕緣傘裙。
（2）電流互感器P1側箱體法蘭正下方絕緣擊穿點，絕緣損傷最為嚴重，解體發現該點絕緣由第1屏擊穿至末屏，原纏繞在外側的聚四氟乙烯薄膜帶和金屬箔從擊穿點向兩側外翻。地屏編織軟銅絞線閃弧后在硅橡膠上生成的龜裂狀炭化燒傷。
（3）對比C相和B相電流互感器相應位置，絕緣擊穿最為嚴重的地方即為地屏線端部銅片與末屏連接處。解體時，沒有在一次繞組U字型骨架上發現地屏線端部銅片，而是在從現場回收的爆炸殘留物中找到。該銅片從銅片中部的焊接點對半燒熔，且也已不存在銅片與地屏編織軟銅絞線焊接點。
（4）仔細觀察互感器電容屏各絕緣層，特別是底部的末屏位置，沒有發現互感器有內部受潮現象。
3事故原因分析判斷
根據上述的檢查結果，可對此次干式高壓電流互感器做出推斷如下：
（1）天氣為多云，無雷暴現象，且系統無任何操作，110 kV I段母線避雷器無動作記錄，排除爆炸事故由過電壓引起的可能性。
（2）事故時電流互感器處于熱備用狀態，設備并無一次電流通過，設備二次外回路并無異常，電流互感器末屏接地引出線與地電位可靠連接，排除事故由接線錯誤或施工不當引起的可能性。
（3）從地屏端部銅片對半燒熔現象，地屏編織軟銅絞線閃弧后在硅橡膠上生成的龜裂狀炭化燒傷，說明地屏端部銅片附近是整個爆炸事故的起始閃弧位置。
（4）電流互感器P1側第10、11個和第5個硅橡膠傘裙，P2側第6個和第18、19個硅橡膠傘裙均從第3、4主屏開始向外絕緣爆突，并撐破硅橡膠傘裙，其原因是末屏端部絕緣擊穿，造成一次繞組對箱體外殼放電，生成很大能量，向兩側擠壓纏繞在外側的聚四氟乙烯薄膜帶，引起外側的聚四氟乙烯薄膜帶向兩側外翻，并推動第3、4主屏向兩側移動，在相對應的硅橡膠傘裙位置，造成位移變形，場強畸變，引起絕緣擊穿。末屏端部位于P1側法蘭正下方，流變箱體內，該點第1主屏與末屏絕緣擊穿后，對流變箱體直接放電，生成巨大能量，在箱體內形成巨大壓力，是造成該電流互感器爆炸的直接原因。
（5）仔細檢查地屏端部銅片和銅編織線結構，認為該產品地屏線存在兩點缺陷，而此缺陷均可能會引發相應位置放電量逐漸增加，絕緣損傷，產生火花放電而導致絕緣擊穿：①末屏在引出時，制造廠為防止主絕緣密封不良銅編織線撕成網狀，此網狀的銅編織線易在生產擠壓過程斷線，發生局部斷裂；②末屏引出線與銅箔焊接采用錫焊結構，在錫焊過程中，易造成表面不平整或形成虛焊，另外錫熔點低（錫熔點為232℃），溫度過高時錫熔化，引線與銅箔脫開也會造成末屏開路。
4防范措施
（1）互感器廠家在制造過程中工藝缺陷是該次事故的直接原因，此事故發生后，需督促廠家對生產流程中工藝不易控制的環節進行相應改進，從生產人員、材料選擇以及工藝選用上加強管理。末屏引出線與銅箔的焊接結構需要改進，建議可以采用表面更為光滑的壓接結構，消除工藝缺陷。銅編織線宜選用更為堅韌的材料或結構，并加強生產過程監測。
（2）干式高壓電流互感器向來被認為無油、無瓷、無氣的結構特點，而具有防火、防暴的優點，但從此次事故暴露出，干式電流互感器箱體防爆的性能仍為該類互感器事故預防的空白點。箱體內密集二次線圈，二次接線端子，末屏引出線通道，并非無產生高壓絕緣擊穿的可能。而箱體沒有壓力釋放通道，絕緣擊穿后生成巨大能量的釋放存在爆炸的威脅。建議需重新審查該類設備防爆性能，有必要在箱體上設計壓力釋放方式。
（3）對已在網內運行的同型號、同批次產品干式高壓電流互感器進行普查，試驗測量電流互感器的介損和電容量，對介損有偏大或電容量與出廠偏差達5％需重點查明原因，逐個排除隱患，并加強設備的遠紅外測溫，必要時加強干式電流互感器末屏電流監測。
5結語
干式高壓電流互感器作為一種新型的高壓電流互感器在維護工作量和電氣性能等方面均具有獨特的優點，該次事故反映出干式高壓電流互感器作為新設備暴露出的工藝環節上疏漏，此事故屬于設備制造工藝缺陷，并非原理缺陷。接受該次教訓，通過工藝的改進，將更有利于干式高壓電力互感器在電網系統更為廣泛應用。 |
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