一起500kv CVT運行漏油現(xiàn)象分析

摘 要：電容式電壓互感器（CVT）是電力系統(tǒng)中一種新型的電壓抽取裝置，采用的是電容分壓器的基本原理[1]-[2]。CVT一般適用于110kv及以上電壓等級的變電站，在全國110kv以上變壓器類設備運行情況和事故統(tǒng)計分析中明確指出：“近年來，電容式電壓互感器在安裝、運行中發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量問題比較多，年平均事故率有所增加，值得關注”。文章針對廣東電網(wǎng)公司中山供電局一起500kv CVT漏油事件進行分析，并對缺陷提出合理的整改建議。

關鍵詞：500kv CVT；運行；漏油現(xiàn)象；分析

1 前言

2013年6月份，中山供電局某變電站連續(xù)出現(xiàn)了2組500kv電容式電壓互感器漏油缺陷，經(jīng)過現(xiàn)場運維人員及時更換，避免大型電力設備事故的發(fā)生。同時對2組CVT進行現(xiàn)場解體工作，認真檢查內(nèi)部各部件情況，確定缺陷問題所在，為后續(xù)分析工作提供依據(jù)。

2 發(fā)現(xiàn)問題

2013年6月份，中山供電局某變電站運行人員巡視過程中發(fā)現(xiàn)某組500kv線路電壓互感器B相滴油缺陷（每分鐘15滴），嚴重危及電網(wǎng)安全運行，運行人員立即將線路轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)，并調(diào)來備品更換該組電壓互感器。十天后，同一變電站運行人員再次發(fā)現(xiàn)500kv#4主變CVT的C相出現(xiàn)滴油缺陷（中截底部漏油，每分鐘3滴），運維人員緊急更換該組CVT。

兩起CVT緊急漏油缺陷由運維人員及時發(fā)現(xiàn)，并進行檢修更換設備處理，有效地避免了設備事故的發(fā)生。

3 解體CVT情況

該兩組500kv 電容式電壓互感器為同一廠家供給同一變電站且同一批次產(chǎn)品，在短期內(nèi)連續(xù)發(fā)生兩起500kv同類型緊急漏油缺陷，并非偶然，需要對該產(chǎn)品進行深入的分析，防止該產(chǎn)品再次出現(xiàn)相同缺陷或同類型產(chǎn)品流入廣東電網(wǎng)，危害電網(wǎng)安全運行。

兩次缺陷間隔時間短，情況緊急，雖然未造成任何設備事故，卻給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來較大影響。

下面是該產(chǎn)品的設備參數(shù)：

產(chǎn)品型號：TEMP-500IU

出廠時間：2009年1月

投運時間：2009年10月

主變進線側(cè)CVT：

額定電壓：■/■/■/■/0.1kv

準確級：0.2/0.5/3P/3P

額定輸出電壓：15/30/30/30VA

污穢等級：Ⅳ級

線路側(cè)CVT：

額定電壓：■/■/■/■/■kv

準確級：0.2/0.5/3P/3P

額定輸出電壓：15/30/30/30VA

污穢等級：Ⅳ級

為了明確缺陷原因，電網(wǎng)專家對兩只缺陷CVT進行現(xiàn)場解體。通過解體發(fā)現(xiàn)，兩臺設備的缺陷情況基本相同，具體情況如下：

3.1 兩只CVT底部法蘭盤雖有銹跡，但是結(jié)構(gòu)完好，未見損壞痕跡。

3.2 CVT底部密封膠圈破裂，出現(xiàn)明顯裂痕。兩只缺陷CVT罐體底部不銹鋼封板的密封膠圈均破裂，出現(xiàn)明顯裂痕，其中線路CVT的B相密封膠圈甚至已經(jīng)斷裂。該產(chǎn)品密封用底部不銹鋼封板邊緣較鋒利，極易造成密封膠圈受損破裂；同時，其密封結(jié)構(gòu)并無有效限位措施，極易由于安裝加工不當，導致移位或錯位。

3.3 外瓷套完好如新，未見損壞痕跡。

3.4 內(nèi)部電容芯整潔完好，未見放電等痕跡。

另外，根據(jù)該廠家生產(chǎn)的同類型的500kv設備的運行資料顯示，該產(chǎn)品在廣東電網(wǎng)也發(fā)生過類似緊急漏油缺陷，均為電容器中節(jié)底部封油板密封膠圈破裂，出現(xiàn)明顯裂痕。

4 確定問題

兩只500kv CVT自2009年投運以來未滿4年，遠不滿足該產(chǎn)品技術協(xié)議中設計壽命在嚴格按照技術文件進行使用、維修、保養(yǎng)的前提下保證設備投運30年的要求。即該漏油事件并非設備本身老化原因，屬于產(chǎn)品的設計缺陷。

根據(jù)解體情況分析，兩只缺陷CVT出現(xiàn)漏油是由于其密封結(jié)構(gòu)不合理和工藝控制不當?shù)仍?，導致底部封油板密封膠圈破裂，從而使得封油板密封失效，出現(xiàn)漏油。

4.1 其密封結(jié)構(gòu)是由底部法蘭八只螺栓進行緊固，依靠密封板套密封膠圈實現(xiàn)密封。封油板在安裝時，無定位或限位裝置，完全依靠人工進行操作，極易造成偏差，造成密封板與瓷套中心不重合；同時螺栓緊固時力矩不均（無可靠工裝控制措施），從而使密封膠圈受力不均勻，導致密封膠圈變形破裂。

4.2 密封膠圈套裝在法蘭盤上，而套裝的法蘭盤上原邊未磨角，存在毛刺，且密封板邊緣較鋒利，在油壓及電容芯子重力的作用下，導致密封膠圈局部破裂。

5 整改建議

針對本次漏油事件，通過現(xiàn)場的解體分析和討論，可以確定是設備的密封結(jié)構(gòu)缺陷導致漏油，需要對該產(chǎn)品的密封構(gòu)造進行改進。

5.1 其密封的封油板無定位或限位裝置，容易造成封油板走位，出現(xiàn)漏油事故。建議對封油板增加固定裝置，保證封油板的重心落在瓷套的中心線上，減少安裝底部法蘭時對密封圈的受力。

5.2 封油板較薄，而且邊緣鋒利，在受到外力產(chǎn)生位移的情況下，容易對密封膠圈進行切割對膠圈造成不可修復損壞，時間一久，膠圈老化，是造成漏油缺陷的根本原因。另一方面，封油板通過緊固法蘭達到密封效果，在密封膠圈上產(chǎn)生直接作用力，對膠圈的老化性能提出嚴格的要求，單靠一層簡單的膠質(zhì)密封圈難以保證密封效果。綜上，封油板和密封膠圈的厚度不足以滿足密封的要求，需要換抗老化性能優(yōu)越材料的膠圈，增加密封膠圈的厚度，并將增厚封油板邊緣，降低邊緣銳度，減少對膠圈的損傷。

5.3 U型密封結(jié)構(gòu)簡單，密封性能好，電力設備中得到廣泛的運用。但在500kv重要的電力設備中，必須保證密封性能的可靠性，已經(jīng)逐步淘汰U型密封結(jié)構(gòu)在高電壓等級設備中使用，進而采用密封可靠的O型密封結(jié)構(gòu)。

彈性O型密封圈是一種斷面為標準圓形的彈性環(huán)，它靠受壓縮時產(chǎn)生彈性變形緊貼在被密封構(gòu)件表面上形成壓配合阻止流體通過來實現(xiàn)密封。O型密封圈與其他型式密封圈比較，具有以下優(yōu)點：①適合多種密封形式：靜態(tài)密封、動態(tài)密封。②適合各種用途材料：尺寸和溝槽都已標準化，互換性強。③使用范圍廣：溫度范圍可從-60℃至+220℃，固定使用時壓力可達1500Kg/cm2。④設計簡單，結(jié)構(gòu)小巧，裝拆方便：O型圈斷面結(jié)構(gòu)極其簡單，且有自密封作用，密封性能可靠。⑤材料品種多：可以根據(jù)不同的流體有多種材料進行選擇。⑥成本低廉。⑦動摩擦阻力小。

O型圈密封是一種低成本、多用途的密封形式，它具有其它密封形式不可比擬的綜合優(yōu)勢，在電力系統(tǒng)中得到了越來越多的運用，我們也可以看到，廠家也在逐步研發(fā)O型密封結(jié)構(gòu)的電力產(chǎn)品，已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中的共識。相信在不久的將來，O型密封結(jié)構(gòu)將在重要的設備中代替其他密封結(jié)構(gòu)，大大減少泄露事件發(fā)生的概率，成為電網(wǎng)安全有力的技術保障。

6 結(jié)束語

500kv電容式電壓互感器是電力系統(tǒng)中的重要設備，其正常運行影響著電力系統(tǒng)安全和穩(wěn)定。隨著CVT在電力系統(tǒng)中的廣泛應用，出現(xiàn)的故障也相應增加，故障的原因也多種多樣，主要與結(jié)構(gòu)原理、制造工藝和日常維護有關。一方面，制造部門必須不斷改進制造工藝和手段，以適應電網(wǎng)高速發(fā)展的要求；另一方面，電力部門在日常運行中，應加強CVT的巡視和維護，防止受潮，及時進行變壓油的微水試驗，特別是潮濕多雨的季節(jié)后的檢查試驗，及時發(fā)現(xiàn)設備的缺陷。正是由于中山供電局運維人員的密切巡視，及時發(fā)現(xiàn)漏油缺陷，才阻止大型設備事故的發(fā)生，避免重大經(jīng)濟損失。

參考文獻

[1]陳喬夫，李湘生.互感器電抗器的理論與計算[M].武漢：華中理工大學出版社，1992.

[2]GBT/T 4703-1984，電容式電壓互感器[S].