一起500kv CVT運行漏油現象分析

摘 要：電容式電壓互感器（CVT）是電力系統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、運行中發現的產品質量問題比較多，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；漏油現象；分析

1 前言

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

2 發現問題

2013年6月份，中山供電局某變電站運行人員巡視過程中發現某組500kv線路電壓互感器B相滴油缺陷（每分鐘15滴），嚴重危及電網安全運行，運行人員立即將線路轉為檢修狀態，并調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現500kv#4主變CVT的C相出現滴油缺陷（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現，并進行檢修更換設備處理，有效地避免了設備事故的發生。

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品，在短期內連續發生兩起500kv同類型緊急漏油缺陷，并非偶然，需要對該產品進行深入的分析，防止該產品再次出現相同缺陷或同類型產品流入廣東電網，危害電網安全運行。

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

下面是該產品的設備參數：

產品型號：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，電網專家對兩只缺陷CVT進行現場解體。通過解體發現，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，但是結構完好，未見損壞痕跡。

3.2 CVT底部密封膠圈破裂，出現明顯裂痕。兩只缺陷CVT罐體底部不銹鋼封板的密封膠圈均破裂，出現明顯裂痕，其中線路CVT的B相密封膠圈甚至已經斷裂。該產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，其密封結構并無有效限位措施，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 內部電容芯整潔完好，未見放電等痕跡。

另外，根據該廠家生產的同類型的500kv設備的運行資料顯示，該產品在廣東電網也發生過類似緊急漏油缺陷，均為電容器中節底部封油板密封膠圈破裂，出現明顯裂痕。

4 確定問題

兩只500kv CVT自2009年投運以來未滿4年，遠不滿足該產品技術協議中設計壽命在嚴格按照技術文件進行使用、維修、保養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，屬于產品的設計缺陷。

根據解體情況分析，兩只缺陷CVT出現漏油是由于其密封結構不合理和工藝控制不當等原因，導致底部封油板密封膠圈破裂，從而使得封油板密封失效，出現漏油。

4.1 其密封結構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，通過現場的解體分析和討論，可以確定是設備的密封結構缺陷導致漏油，需要對該產品的密封構造進行改進。

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型密封結構簡單，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，已經逐步淘汰U型密封結構在高電壓等級設備中使用，進而采用密封可靠的O型密封結構。

彈性O型密封圈是一種斷面為標準圓形的彈性環，它靠受壓縮時產生彈性變形緊貼在被密封構件表面上形成壓配合阻止流體通過來實現密封。O型密封圈與其他型式密封圈比較，具有以下優點：①適合多種密封形式：靜態密封、動態密封。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，結構小巧，裝拆方便：O型圈斷面結構極其簡單，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勢，在電力系統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O型密封結構的電力產品，已經成為電力系統中的共識。相信在不久的將來，O型密封結構將在重要的設備中代替其他密封結構，大大減少泄露事件發生的概率，成為電網安全有力的技術保障。

6 結束語

500kv電容式電壓互感器是電力系統中的重要設備，其正常運行影響著電力系統安全和穩定。隨著CVT在電力系統中的廣泛應用，出現的故障也相應增加，故障的原因也多種多樣，主要與結構原理、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，以適應電網高速發展的要求；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后的檢查試驗，及時發現設備的缺陷。正是由于中山供電局運維人員的密切巡視，及時發現漏油缺陷，才阻止大型設備事故的發生，避免重大經濟損失。

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].