（深圳妈湾电厂 广东深圳 518054）
摘要：2005年8月20日上午07：16分，GIS开关站2203间隔G3气室C相电缆终端头内因为严重缺油，造成G3气室C相电缆终端头出现放电闪络击穿事故。由于现场组织得力和各方的积极配合，于 8月27日上午07：20分终结工作票具备送电条件。
关键词：220KV GIS；电缆终端；闪络；绝缘错位；处理；措施
引言
深圳妈湾电厂总装机容量为1960MW（2×320MW+4×330MW），位于广东省深圳市南山区南头半岛西南端，始建于1992年，电厂升压站电压电压等级为220kV，开关站采用户外式六氟化硫全封闭组合电器（简称GIS）。一期GIS采用的是法国阿尔斯通生产的六氟化硫全封闭组合电器，进线电缆为瑞士布鲁克生产。2005年8月20日发生了一起2203间隔G3气室C相电缆终端头出现放电闪络击穿事故。现将本次事故进行技术分析并形成报告如下。
一、事件经过：
2005年8月20日7时13分2号主控室发出事故音响信号，#3发电机跳闸，“发变组差动保护动作”光字牌亮，#3机组6KV厂用 BZT自投成功。运行人员就地检查发现#3机主变高压220KV电缆GIS侧C相气室终端头下端口爆开。#3机组220KV侧故障录波情况：#3机组220KV侧故障录波图显示为C相接地故障，故障电流有效值约为 40600A。故障发生后74ms，#3发变组差动保护动作跳开2203主开关，220KV侧电流消失。#3机组20KV侧故障电气量情况：#3机20KV侧未安装故障录波器，但由热工事故记录追忆系统的电气量波形图可见#3机组发生C相接地故障。机侧故障电流有效值约12100A，灭磁开关断开时间在2203主开关断开之后，由此可见，#3发变组2203主开关跳开前，故障点总故障电流有效值应可超过50000A。
#3发变组220KVGIS侧电缆终端头油补偿器油位显示油位正常（该油补偿器为三相连通共用），C相气室终端头下端口爆开，电缆竖段整体下移大于200mm，电缆终端头气室内的环氧树脂套管与应力锥炸碎并由下端口飞出，其碎块散落在半径约10米的范围内，气室水平位置的插接式小母线脱落，供油管炸脱，G3气室防爆阀（动作值8bar）动作。
二、设备损失情况：
2005年8月21日，我们会同瑞士布鲁克和ALSTOM技术人员对2203间隔G3 C相气室及C相电缆终端头进行了检查，具体情况如下：
1、C相电缆头支座与水平开式锥形绝缘子之间连接短母线（图一）靠电缆侧有较严重的烧伤，电缆外筒上法兰靠西南方有被电弧烧伤的不规则拉弧点（图二），此连接短母线及电缆外筒报废。
图一 图二 图三 图四 图五
2、触头支座上屏蔽罩被强大的气压挤压变形，此屏蔽罩报废（图三）。
3、水平开式锥形绝缘子（图四）在电缆终端故障时对电缆外筒产生的强大向上的气流作用下被挫裂，水平开式锥形绝缘子报废。
4、C相电缆终端头外环氧套管、应力锥爆裂成碎片，整个终端头报废（图五）。
三、原因分析：
C相电缆终端头气室解体后所见，环氧树脂套管内电缆段的主绝缘基本完好，其外部的应力锥已无残留，环氧树脂套管上部还残留约150mm长金属屏蔽段，环氧树脂套管断裂处及电缆接头包带处明显有电弧烧黑迹象，插接式小母线外侧插口及与之连接的电缆侧插头有被电弧烧灼缺损的现象（图一），该气室外金属筒内有被电弧烧黑现象（图二），电缆侧触头支座上屏蔽罩发生严重变形（图三），插接式小母线内侧插口及与之连接的盆式绝缘子侧插头无任何损伤（图一）。由于爆裂的气流造成电缆下坠200MM（图五），气室外筒受到向上的力，使气室外筒的固定支座变形并造成与其相连的水平锥形绝缘子产生裂纹（图四）。为了进一步了解事故的原因，同时为了避免该事故在A、B两相电缆终端上重复出现。决定对A、B两相进行解体检查，首先对A相电缆终端进行了解体，A相电缆终端内硅油干净透彻，电缆线芯表面完好，应力锥表面完好，电缆硅油油位正常。B相解体后的情况就有所不同，在电缆线芯和应力锥表面附着有大量的黄色物体（为硅油与空气和水分的反应分解物），同时发现缠绕在电缆终端尾部的绝缘密封带出现断裂现象，从上述现象（电缆线芯和应力锥表面附着有大量的黄色物体及电缆终端尾部的绝缘密封带出现断裂）表明B相终端头内硅油由于电缆终端尾部的绝缘密封带断裂而导至硅油渗漏到电缆铜护套内，造成该相电缆终端头内油位下降，通过此现象可以的出一个结论：电缆终端头油补偿器（故障时显示油位正常）已失去了油补偿及油位指示功能，出现假油位。这是因硅油（拜耳公司M5000型、粘度系数为2940mm2/s）的特性及硅油渗漏到电缆铜护套过程中出现的油气置换，造成电缆终端氧树脂套管内聚集大量气体，产生了一定的气阻。所以粘度和气体是造成假油位的主要原因。由于C相电缆终端头故障后的现场对事故产生原因分析已无多少价值，但结合A、B相的解体检查发现的问题和C相故障后的现场（只有少量的硅油撒落痕迹）及C相电缆（切割4米后）重做终端头段电缆的内防水带上发现有大量的油迹，从而可推测C相电缆终端内的油由于电缆终端尾部包扎绝缘密封带出现错位及老化造成密封性能破坏，大量的硅油渗漏到电缆线芯绝缘与铜外护套间，造成终端头内油严重缺油，使缺油部分的电缆主绝缘护套长时间暴露在空气当中，同时在主绝缘及应力锥表面形成硅油的黄色化合物，降低该段电缆尤其是接头处包带的绝缘强度。同时，电缆周围的介质由油变为空气，其介电常数不同，使该段电缆尤其是接头处包带的工作环境恶化。另外，对A、B相的油样试验表明，耐压值平均为31—32KV，说明油质本身无问题，因此，在环氧树脂套管内充满油的情况下，电缆整体绝缘强度会有可靠保证。根据厂家提供的试验数据：如果电缆终端头无油，可以耐受127KV的电压（即相电压，未进行更高电压的试验），此时若系统出现操作过电压或雷击过电压，可能会引起局部放电。而局部放电形成电弧会迅速产生大量热能，使环氧树脂套管内的空气压力快速增高，当压力达到环氧树脂套管所能承受的极限压力（厂家提供80bar）时，环氧树脂套管发生爆炸。环氧树脂套管发生爆炸产生的冲力使电缆向下串动，并带动电缆侧静触头等连接件一块向下串动，使电缆侧静触头与插接式小母线插口发生脱离，在其端口间形成较强的拉弧现象，同时由于电缆及其连接配件发生倾斜，在该处位置相对应的外金属套筒内有被电弧烧黑现象。从而导致了带电体对外壳放电的设备事故。
2、办理工作票，联系施工单位进入现场搭检修防雨棚，对仓库的备件进行清点。由于C相电缆终端故障后重新制作需裁掉约3米左右，联系土建施工单位连夜进行电缆沟开挖。
3、当天晚上瑞士布鲁克驻北京办事处代表到达现场查看，同时告知电缆终端头已在国内找到备件，抢修所需的工具已从山东发出，预计23日可以到货，瑞士技术人员在22日可到现场。同时本班组为了缩短抢修工期，在得知阿尔法技术人员8月21日到现场的信息，连夜对C相G0气室进行了SF6气体回收（气室内保留0.5 bar气体压力）
4、8月21日上午9时左右阿尔法技术人员到现场，下午对C相电缆气室外筒进行了拆吊工作。晚上本班组对A、B相G0、G3气室进行了回收（气室内保留0.5 bar气体压力），为明天的工作做好准备。
6、8月22日阿尔法技术人员完成了A、B相气室进行电缆气室外筒拆吊工作，瑞士布鲁克完成了A、B相电缆终端放油工作，完成了电缆预留段的拉出到位，对电缆进行切割并剥头加热（加热10小时）。
7、2月23日进行了A、B相电缆终端环氧树脂套管的起吊，尾管焊锡拆除，重新对A、B相电缆根部高压绝缘密封带进行重新缠绕（检查中发现根部高压绝缘密封带有断裂现象），检查应力锥正常，回装环氧树脂套管，抽真空（0.4mbar两小时）。
8、8月24日凌晨3时赶往广东中试所对电缆硅油进行耐压试验，将油在烤箱中加热至120℃后自然冷却至50℃左右。进行耐压试验。
11、配合广东中试所进行A、B、C三相电缆耐压试验147KV/30 min，合格通过。
五、采取对策：
1、为了解决电缆终端尾部包扎绝缘密封带出现错位的问题。在现有的电缆定位卡箍基础上增加一个定位卡箍，以缓解电缆在运行中的窜动问题，有效的保证电缆终端尾部包扎绝缘密封带的密封性能。
2、为了防止电缆终端的油补偿器出现假油位而产生误导，将油补偿器换型为带压型（0.8bar）油补偿器，保证在电缆终端出现渗漏油时能及时有效的进行油补偿，同时通过压力表压力的变化及时发现渗漏油，避免事故的发生
3、完善检修安装工艺，对今后的检修安装均要求采用真空注油工艺，真空注油同时对电缆终端头有抽湿去潮，检查电缆终端尾部包扎绝缘密封带的密封性能的作用。
4、对我厂的#3、4、5、6机组及#2、3启备变电缆终端头进行一次全面检修，消除存在的隐患。
5、在日常运行中采用局放检测手段进行事故预防。
结束语
通过上述分析，2203间隔G3气室C相电缆终端头气室放电闪络击穿事故主要为电缆终端尾部包扎绝缘密封带出现错位，大量的硅油渗漏到电缆线芯绝缘与铜外护套间，造成终端头内油严重缺油，降低该段电缆尤其是接头处包带的绝缘强度。妈湾电厂共有同样的电缆气室18个，存在着同样的事故隐患，我们举一反三，针对这些电缆终端头进行了一次全面检修，消除存在的隐患。为电厂的安全，稳定运行提供了强有力的撑，为设备安全稳定运行带来极大的帮助。
作者简介：
叶剑国（1972.04.01-）；男；河北怀安；汉；本科；工程师；电气主管；变电技术；深圳妈湾电力有限公司。
论文作者:叶剑国
论文发表刊物:《河南电力》2018年21期
论文发表时间:2019/5/21
标签：电缆论文; 终端论文; 硅油论文; 环氧树脂论文; 故障论文; 套管论文; 护套论文; 《河南电力》2018年21期论文;