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分享:500kV变电站5052电流互感器放电烧蚀故障原因

2022-10-11 14:20:38 

赵永峰1,魏利锋2,张 帅2

(1.国网河南省电力公司电力科学研究院,450052; 2.河南九域恩湃电力技术有限公司,450000)

摘 要:针对某500kV 5052,口形貌显微组织谱分:面在运输或组装过程中受到碰压损伤,使得爆破片的爆破压力和稳定性明显降低;互感器在正常工 况下运行3a,失稳反转爆破,并沿减弱槽开裂,导致SF6 泄漏,降低了互感器的 绝缘性,进而

关键词:电流互感器;爆破片;碰压损伤;开裂

中图分类号:TM452;U472.42 文献标志码:B 文章编号:1001-4012(2022)04-0056-04

SF6 气体绝缘互感器的体积小,500kV 变电站系统中起着重要作用[1-2]一种精密的压力开关,广泛应用于压力容器的超压 泄放装置中[3]2017年某500kV 断路器跳 ,现场发现5052电流互感器(C)护装的爆破片开裂并泄漏,且互感器存在多处放电烧蚀 现 象该 电 流 互 感 器 (C )型 号 LVQBT- 500W2,SF6 额 定 压 力 为 0.5 MPa,0.45MPaLVQBT-500W21所示发生泄漏的爆破片, 号为 YCH50-0.8-90,称直50mm,定爆 力 为 0.8MPa,爆 破 温 90 ,0.3mm 316L 不锈钢片加工处理制成的单4


5052SF6 ,在报 30min,,了设内部,使()间屏蔽及(低电位)放电击穿[4-6]经过检 ,(C )已向,42, 减弱槽中间连接部位未发生断裂,有数滴密封胶,且其中一个开裂处附近有呈三角形 的表面粗糙颜色灰暗的黏着物爆破片外表面附 着有大量 灰 尘,接 触 SF6 内 表 ,在两条开裂减弱槽对中心,显长条状凹陷的碰压损伤,爆破片开裂漏气是导致 故障的直接原因电流互感器内部的放电烧蚀痕迹 外观如图2所示,爆破片内侧减弱槽的开裂及碰压 损伤压痕如图3所示


1 理化检验

1.1 化学成分分析

对开裂泄漏爆破片的主要化学成分进行分析, 结果 (见 表 1)符 合 标 准 ASTM A240/A240M - 2017用于压力容器和通用用途的铬和铬镍不锈钢 厚板,薄板和带材的标准规范的要求


1.2 断口形貌

对爆破片断口进行宏观观察和SEM(显微镜)分析,发现爆破片断口内表,与其他部位的断口特征相似,断面尖锐,断口锋利, 断口两侧有明显的韧窝,属于典型的韧性断裂破片断口的宏观形貌和微观形貌如图4所示



1.3 金相检验

在爆破片拱形部位的裂缝位置和外缘夹持部位 取样,抛光后均未见明显夹杂物爆破片裂缝附近 显微组织形貌如图5所示,由图5可知,爆破片裂附近的断口组织有明显塑性变形产生的滑移线,见腐蚀裂纹外缘夹持部位显微组织形貌如图6,结合图5可以发现,该处组织均为奥氏体+析出 ,未见异常组织.


1.4 显微硬度

对爆破片拱形部位的开裂位置和外缘夹持部位 的组织进行显微硬度测定,结果(见表2)均符合标准 ASTM A240/A240M-2017的要求,由表2可知,破片拱形部位的硬度比外缘夹持部位的硬度高


1.5 黏着物成分分析

对爆破片断口和内表面上的黏着物进行化学成 分分析,结果如表3所示由表3,内表面上的黏着物成分类似,都含和少量的硫元素


2 爆破试验方法及结果

爆破片为精密压力敏感元件,任何损伤都会降 低其爆破压力正常爆破时,爆破片拱形发生失稳 反转,并沿4条减弱槽全部爆破为验证类似 C 互感器碰压痕迹对爆破压力的影响,对拆卸的 A,B 相电流互感器爆破片以及同型号同批次的爆破片 进行爆破验证试验为了对比,A,B中分 别抽一个爆破片,片从高度自由落体地进行碰压试验(见图7),试验温度 27 ,标定爆破压力为0.8MPa,常温爆破压力 允许值为0.838 MPa~1.023 MPa,迹位置 与 开 裂 爆 破 片 相 同4 ,不同的碰 压 损 伤 程 度 对 爆 破 压 力 和 爆 破 形 态 均有 明 显 影 响不 同 爆 破 片 爆 破 前 后 外 观 如 8~12所示




3 综合分析

气设备放穿引起 的气体缘性[7]逻辑分析可知,SF6 降低为该故障的直接原因由爆破片的化学成分显微组织显微硬度可 ,爆破片的材料组织和性能未见异常从断口形 断面组织来看,爆破片断口为韧性断裂爆破片 上的黏着物含有氟元素和硫元素,断口上未发现裂 ,表明腐蚀性气体未腐蚀爆破片电流互感器一 旦发生放电,就会产生高温电弧,从而使 SF6 气体 分解并与气 体 内 的 少 量 水 和 空 气 结 合 ,产 生HF, SO2 等腐蚀性气体高温腐蚀性气体经过爆破片开 裂处后,凝结在开裂断面上以及断面附近爆破片 上的腐蚀产物为 SF6 泄漏后凝结沉积于爆破片内 表面所致

由爆破试验结果可知,碰压损伤显著降低了其 爆破压力,也影响其爆破形态综合分析得出,造成 该变电站5052电流器故因是:运输组装过程中,爆破面受到碰,破压 力和使用稳定性明显降低,导致互感器在正常工况 下运行3a,,沿弱槽开裂,SF6 ,使能降低,随后发生放电烧蚀故障

4 结论

在运输或组装过程中,互感器爆破片拱面受到 碰压损伤,使得爆破片的爆破压力和使用稳定性明 显降低,爆破片的过早失稳反拱开裂为故障的直接 原因建议对同类型电流互感器加强监测和监督, 一旦出现异常,及时处理,并对出现碰压痕迹的爆破 片进行更换

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