罕见的1600kVA主变压器瓷套管爆炸事故
An Explosion Accident that Rarely Happens to a Porcelain Sheath of the 1600k VA Main Transformer
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1985年11月底,我公司武陟泵站变电所1600kVA主变压器空载、无操作正常运行情况突然发生弧光短路,瓷套管爆炸事故(图 1),并越级使110kVA变电站出口开关跳闸。这一事故,在管道及地方电力系统从未发生过。
1. 现场调查
(1) 当时电压38kV,天晴,西北风2、3级,瓷套管处无落物。
(2) 不缺油(因油枕有油面, 破裂的套管向外流油)。
(3) 35kV侧C相瓷套管上表面爆破100mm2,并有18mm2洞; B相瓷套上表面炸破80mm2; A相瓷套管上表面有弧光烧痕10×30mm(图 2)。
(4) 6 kV侧B相瓷套管下瓷片中间炸掉100 × 15mm,且破损截面上半部是旧痕,下半部是新痕。上半部带电体与下半部螺丝头有相对应的弧光烧痕(图 3、4)。
(5) 用兆欧表测变压器绕组绝缘良好。
(6) 变压器吊芯检查: 铁芯、绕组及引线均无伤痕,表面完好; 电气试验全合格。
2. 事故分析
(1) 查泵站投运前检查记录: “主变二次侧B相瓷套管中间瓷片的上面有一横向裂纹(露白)”。
(2) 6kV侧瓷套管产生弧光的可能性:
a.由于6 kV侧B相套管中间瓷片有横向裂纹(露白),其伤面充有空气、脏物、粉尘,使该部位的电场强度增大,空气被游离,导致弧光从顶部带电体,经裂纹处对地间歇放电﹔
b.弧光间歇对地放电可能引起过电压(中变中性点不接地系统)。此过电压峰值可达18~21kV(即8~3.5倍U。);
c.弧光致使瓷套管局部高温受热,裂纹部位瓷管炸掉100×15mm。
(3) 35kV侧瓷套管产生弧光的可能性:
a瓷套管表面附着一定的脏物、粉尘,而脏物、粉尘又吸附一定量的水分,会使泄漏电流有所增加,闪络电压也会有所下降;
b.由于6kV侧B相瓷套管对地间歇放电(变压器中性点不接地系统),引起过电压。在35kV侧过电压峰值可达105~122.5kV (即3~3.5倍U。);
c.因6kV侧B相瓷套管对地间歇放电,此放电弧光与35kV瓷套管带电体的间距,已不能满足极限安全距,故造成6kV侧B相闪络弧光与35kV侧带电体再次放电,而这一弧光又连锁性引起35kV侧BC相和BA相放电,最终造成35kV侧三相瞬间弧光短路,致使i10kV变电站出口开关跳闸。
(4) 空载变压器在特殊条件下,有引起高次谐波及铁磁谐波过电压的可能性。
(5) 本级主变压器开关拒绝跳侧,而越级跳闸的原因:
a.由于当时弧光瞬时短路,造成35kV母线瞬时电压值为零,35/0.4kV站用变压器同时失电﹔
b.本变电所浮充电池失灵。事故后,经试验一组也跳不开,检查结果电池失效。
由于上述两种原因,故无操作保护电源。在未恢复电压前,上级变电站出口开关已跳闸。
3. 事故处理教训
(1) 更换炸裂瓷套管,经电气试验合格后,即投入正常运行。
(2) 对于有伤的瓷套管,无论电气试验结果如何,严禁安装使用。