2019年7月5日，福建寧德核電有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)寧德核電）向國(guó)家核安全局口頭通告一起0級(jí)運(yùn)行事件：福建寧德核電廠1號(hào)機(jī)組“因應(yīng)急母線LHB失電導(dǎo)致手動(dòng)停堆后撤”。此后，由于該事件與1號(hào)機(jī)組當(dāng)晚出現(xiàn)的另一起異常：“應(yīng)急母線LHA絕緣低報(bào)警”存在共因失效，寧德核電在7月8日提交的正式通告中，根據(jù)《國(guó)際核與輻射事件分級(jí)手冊(cè)》，將事件級(jí)別升高一級(jí)，界定為1級(jí)運(yùn)行事件。

　　盡管本次事件并未造成實(shí)際核安全后果，但考慮到事件原因可能涉及多電廠共性問(wèn)題,國(guó)家核安全局立即成立了工作組，組織專(zhuān)家于7月9-12日赴福建寧德核電廠對(duì)該事件開(kāi)展了獨(dú)立調(diào)查。本次事件的根本原因分析報(bào)告將另行編寫(xiě)，調(diào)查基本情況如下。

　　一、事件過(guò)程

　　本次事件大致可分為兩個(gè)事件和異常。一是7月5日凌晨出現(xiàn)的1號(hào)機(jī)組重要廠用水系統(tǒng)（SEC）4號(hào)泵電機(jī)（1SEC004MO）進(jìn)線接線盒接地短路疊加電機(jī)開(kāi)關(guān)熔斷器未能熔斷，導(dǎo)致應(yīng)急交流母線（1LHB）跳閘失電的事件。二是7月5日晚間出現(xiàn)的1號(hào)機(jī)組SEC系統(tǒng)3號(hào)泵電機(jī)（1SEC003MO）進(jìn)線接線盒接地故障（共因失效），以及在切泵后中壓配電系統(tǒng)出現(xiàn)諧振并進(jìn)而導(dǎo)致電壓互感器損壞異常。

　　第一起事件發(fā)生前，1號(hào)機(jī)組處于功率運(yùn)行狀態(tài)。

　　事件始發(fā)時(shí)間點(diǎn)為凌晨04:05:41，1SEC004MO接線盒C相出現(xiàn)接地故障，導(dǎo)致三相電壓不平衡；5秒后，接線盒A/C、B/C相間出現(xiàn)短路。

　　14毫秒后，1SEC004MO進(jìn)線開(kāi)關(guān)熔斷器A相和B相相繼熔斷，但熔斷器C相未能正常熔斷，隨后在熔斷器靠母線端發(fā)生三相短路，短路電流峰值為46kA。

　　269毫秒后，1LHB母線正常進(jìn)線開(kāi)關(guān)因過(guò)流保護(hù)動(dòng)作跳閘。應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)1LHQ啟動(dòng)，但因母線短路故障，柴油機(jī)無(wú)法接入，1LHB母線失電。主控操縱員根據(jù)報(bào)警卡執(zhí)行SOP事故規(guī)程。

　　04:06:08，SEC系統(tǒng)自動(dòng)切換至1SEC003PO運(yùn)行。

　　此后，機(jī)組根據(jù)SOP程序，向NS/RRA（雙相中間停堆工況RRA運(yùn)行條件）模式后撤，并于05:09手動(dòng)停堆，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展1LHB檢修工作。

　　18:39，1LHB檢修結(jié)束恢復(fù)送電。

　　第二起異常發(fā)生前，1號(hào)機(jī)組處于NS/SG（蒸發(fā)器冷卻正常停堆）模式。

　　異常始發(fā)時(shí)間點(diǎn)為當(dāng)晚22:19:35，1SEC003MO接線盒C相出現(xiàn)接地故障，主控觸發(fā)單相接地和絕緣低報(bào)警。

　　22:43，主控啟動(dòng)1SEC001PO、停運(yùn)1SEC003PO，單相接地故障報(bào)警消失，但1LGA/1LGB/1LHA母線電壓均下降至約6.0kV，并開(kāi)始出現(xiàn)小幅波動(dòng)。

　　23:00，主控觸發(fā)進(jìn)線或母線PT故障/配電盤(pán)故障報(bào)警，但 1LGA/1LGB/1LHA母線電壓恢復(fù)到6.4kV。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)1LGA配電盤(pán)有焦糊味，主控啟動(dòng)消防二級(jí)干預(yù)隊(duì)和消防隊(duì)。隨后對(duì)配電盤(pán)隔離檢修，發(fā)現(xiàn)電壓互感器損壞。

　　7月6日23:18，1LGA母線完成檢修送電。

　　7月7日00:36，主控確認(rèn)機(jī)組狀態(tài)滿足SOP退出準(zhǔn)則，退出SOP事故程序。

　　7月8日03:50，1號(hào)機(jī)組重新達(dá)臨界。

　　二、現(xiàn)場(chǎng)處理情況

　　事件發(fā)生后，寧德核電對(duì)兩臺(tái)故障電機(jī)實(shí)施了更換或修復(fù)；對(duì)故障開(kāi)關(guān)和母線電壓互感器進(jìn)行了整體更換。

　　在初步分析認(rèn)為故障電機(jī)絕緣子的絕緣能力低后，寧德核電及時(shí)開(kāi)展經(jīng)驗(yàn)反饋，對(duì)電廠2、3、4號(hào)機(jī)組各抽一臺(tái)SEC泵電機(jī)實(shí)施檢查，檢測(cè)絕緣子性能。

　　寧德核電排查了全廠SEC泵電機(jī)絕緣子材料情況，對(duì)采用老款材料的全部SEC泵電機(jī)絕緣子實(shí)施更換，并在更換前用絕緣防污復(fù)合涂料（PRTV）進(jìn)行噴涂處理。

　　針對(duì)事件中SEC泵電機(jī)故障向應(yīng)急母線擴(kuò)展情況，寧德核電將電廠SEC泵電機(jī)的零序保護(hù)由報(bào)警改為跳閘，提高母線及開(kāi)關(guān)安全裕度。

　　三、調(diào)查中的主要關(guān)注點(diǎn)

　　（一）現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件與設(shè)備設(shè)計(jì)要求的符合情況

　　本事件中SEC泵的配套電機(jī)采購(gòu)自佳木斯電機(jī)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)佳木斯電機(jī)）。根據(jù)該電機(jī)的設(shè)備運(yùn)行維修手冊(cè)，電機(jī)運(yùn)行期間的環(huán)境條件為：泵房?jī)?nèi)溫度：-5℃～45℃；外部壓力：970.6mbar～1037.1mbar；最大相對(duì)濕度：100%；空氣質(zhì)量：含鹽空氣；防水等級(jí)：噴淋；灰塵：大量。

　　SEC泵房為非密閉的廠房?jī)?nèi)部空間，上述設(shè)備運(yùn)行環(huán)境條件中，主要需對(duì)溫度進(jìn)行控制。福建寧德核電廠1號(hào)機(jī)組SEC泵房設(shè)置有DWS通風(fēng)系統(tǒng)，可在泵房空氣溫度大于35℃時(shí)啟動(dòng)換氣通風(fēng)。機(jī)組運(yùn)行中，主要根據(jù)DWS系統(tǒng)啟動(dòng)和報(bào)警信號(hào)判斷泵房溫度。本次事件發(fā)生時(shí)，DWS系統(tǒng)未觸發(fā)報(bào)警，未出現(xiàn)異常環(huán)境狀況。調(diào)查組認(rèn)為：泵房現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境滿足SEC泵電機(jī)運(yùn)行對(duì)環(huán)境的設(shè)計(jì)要求。

　　（二）SEC泵電機(jī)故障始發(fā)部件（絕緣子）相關(guān)情況

　　根據(jù)本事件相關(guān)報(bào)警、數(shù)據(jù)分析和設(shè)備解體檢修情況，SEC泵電機(jī)的絕緣子為故障始發(fā)部件，兩臺(tái)電機(jī)的絕緣子均出現(xiàn)了不同程度的放電燒損情況（見(jiàn)附圖1），現(xiàn)場(chǎng)分析認(rèn)為其原因是絕緣子的絕緣下降導(dǎo)致爬電。

　　上述絕緣子同樣由佳木斯電機(jī)提供，采用不飽和聚酯纖維增強(qiáng)塑料4332（DMC）壓鑄成型。根據(jù)《不飽和聚酯玻璃纖維增強(qiáng)模塑料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》（JB/T 7770-1995），上述材料的性能并不滿足佳木斯電機(jī)于2009年10月1日發(fā)布的《絕緣子技術(shù)條件（OEE. 058.001-2009）》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求—“4.4 絕緣子材料性能 吸水性（23±1℃）≤20mg，浸水24h后絕緣電阻≥1.0×10⁷MΩ”。

　　調(diào)查組查閱了上述電機(jī)的維修記錄，發(fā)現(xiàn)此前在預(yù)防性維修后的再鑒定中，該電機(jī)的絕緣、吸收比、極化指數(shù)多次出現(xiàn)不滿足驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求的情況。出現(xiàn)此情況時(shí)，電廠一般會(huì)使用壓縮空氣吹掃電機(jī)定子膛，并再次測(cè)量電機(jī)絕緣、吸收比和極化指數(shù)直至確定滿足要求。調(diào)查組認(rèn)為，上述預(yù)防性維修記錄表明，在潮濕環(huán)境下，SEC泵電機(jī)絕緣子的絕緣性能出現(xiàn)了下降。

　　此外，根據(jù)調(diào)查中電廠提供的一份函件，陽(yáng)江核電有限公司曾向佳木斯電機(jī)發(fā)函詢問(wèn)該廠家生產(chǎn)的SEC泵電機(jī)絕緣子的凝露問(wèn)題，佳木斯電機(jī)在回函中表示，“2012年，佳電對(duì)絕緣子材質(zhì)改進(jìn)優(yōu)化進(jìn)行了調(diào)研，為了進(jìn)一步改善絕緣子的耐電壓性能，會(huì)同供應(yīng)商對(duì)絕緣子進(jìn)行改進(jìn)?，F(xiàn)核電電機(jī)絕緣子是采用電氣絕緣性能更優(yōu)良的樹(shù)脂基活性復(fù)合物DX[1969]材質(zhì)澆鑄而成?！?/p>

　　福建寧德核電廠3、4號(hào)機(jī)組的SEC泵電機(jī)同樣采購(gòu)自佳木斯電機(jī)，但由于采購(gòu)較晚，絕緣子已采用新型材料。根據(jù)調(diào)查中查閱的預(yù)防性維修記錄，3、4號(hào)機(jī)組SEC泵電機(jī)維修后的絕緣性能鑒定試驗(yàn)情況優(yōu)于1、2號(hào)機(jī)組。

　　綜上，調(diào)查組認(rèn)為：佳木斯電機(jī)制造SEC泵電機(jī)所使用的老款絕緣子材料未能滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求，在SEC泵房的環(huán)境下易于出現(xiàn)絕緣性能下降，導(dǎo)致兩臺(tái)SEC泵電機(jī)相繼共因失效。寧德核電在此前SEC泵電機(jī)預(yù)防性維修工作中，未能深入識(shí)別絕緣性能頻繁降級(jí)的深層次原因，是上述失效的促成因素。

　　（四）電機(jī)零序報(bào)警和過(guò)流保護(hù)的設(shè)置選擇

　　福建寧德核電廠SEC泵電機(jī)的零序保護(hù)存在兩種設(shè)置，一是動(dòng)作于報(bào)警，二是動(dòng)作于跳閘。電廠實(shí)際運(yùn)行中，SEC泵電機(jī)綜合保護(hù)裝置通常將零序保護(hù)投報(bào)警位。除零序保護(hù)之外，綜保裝置還設(shè)置有過(guò)流保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作于跳閘，這兩個(gè)保護(hù)在電廠FSAR文件中有相應(yīng)描述。

　　本次事件發(fā)生后，寧德核電實(shí)施糾正行動(dòng)，對(duì)SEC泵電機(jī)的零序保護(hù)由投報(bào)警改為投跳閘，以提高母線及開(kāi)關(guān)安全裕度。調(diào)查組通過(guò)調(diào)研分析，并與設(shè)計(jì)人員溝通，認(rèn)為福建寧德核電廠1號(hào)機(jī)組的中壓應(yīng)急配電系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，在SEC泵電機(jī)發(fā)生單相接地故障時(shí)，設(shè)計(jì)中應(yīng)允許SEC泵短時(shí)間帶故障運(yùn)行，以保證系統(tǒng)的整體功能，并給操作人員留出故障排查時(shí)間。

　　調(diào)查組認(rèn)為：鑒于電廠目前SEC泵電機(jī)絕緣子的絕緣性能和供電開(kāi)關(guān)熔斷器狀況，將SEC泵電機(jī)零序保護(hù)由投報(bào)警改為投跳閘作為臨時(shí)糾正行動(dòng)是可以接受的，但應(yīng)在相關(guān)設(shè)備隱患消除后盡快將零序保護(hù)恢復(fù)投報(bào)警，保證系統(tǒng)的整體安全性。

　　（五）電壓互感器發(fā)生諧振的情況

　　在本次“應(yīng)急母線LHA絕緣低報(bào)警”異常中，1號(hào)機(jī)組SEC系統(tǒng)3號(hào)泵電機(jī)發(fā)生C相單相接地，隨即帶故障兩相運(yùn)行了約24分鐘，此后操縱員切除了該故障泵。但是，由于切換瞬間三相電壓突變，中壓配電系統(tǒng)對(duì)地電容與LGA母線電壓互感器（PT）高壓側(cè)接地點(diǎn)形成放電回路，從而導(dǎo)致PT快速飽和，此時(shí)PT電感下降引發(fā)與對(duì)地電容的諧振現(xiàn)象，并最終導(dǎo)致PT損壞。

　　調(diào)查組認(rèn)為：事故分析表明，1號(hào)機(jī)組中壓配電系統(tǒng)中性點(diǎn)采用不接地方式，與PT諧振的發(fā)生存在一定的關(guān)系。相關(guān)單位應(yīng)結(jié)合本次異常，進(jìn)一步分析諧振產(chǎn)生機(jī)理，研究應(yīng)對(duì)措施，必要時(shí)優(yōu)化改進(jìn)相關(guān)設(shè)計(jì)。

　　四、事件原因分析

　　調(diào)查組通過(guò)人員訪談、資料查閱和現(xiàn)場(chǎng)踏勘，認(rèn)為發(fā)生本次事件的主要原因是SEC泵電機(jī)絕緣子材料在潮濕環(huán)境下絕緣性能下降，從而發(fā)生單相接地并引發(fā)相間短路故障；重要促成原因是SEC泵供電開(kāi)關(guān)熔斷器C相未正常熔斷且發(fā)生電弧放電。上述兩個(gè)原因疊加，導(dǎo)致SEC泵開(kāi)關(guān)小室內(nèi)空氣絕緣下降，最終引發(fā)應(yīng)急母線LHB三相短路并失電，使得SEC泵電機(jī)電氣故障擴(kuò)展至上游母線。

　　在當(dāng)晚發(fā)生的異常中，另一臺(tái)在運(yùn)的SEC泵發(fā)生共因故障被切換后，采用中性點(diǎn)不接地配置的中壓配電系統(tǒng)發(fā)生電壓互感器與對(duì)地電容之間的諧振，并導(dǎo)致電壓互感器損壞。

　　本次事件處理過(guò)程中，電廠操縱員根據(jù)LHB失電報(bào)警卡進(jìn)入SOP事故規(guī)程，及時(shí)向NS/RRA模式后撤，并在機(jī)組功率降低至P10以下后實(shí)施了手動(dòng)停堆。調(diào)查組核查了事故規(guī)程執(zhí)行記錄，相關(guān)人員操作符合規(guī)程要求。

附圖1 SEC泵電機(jī)絕緣子放電燒損情況 

附圖2 熔斷器C相表面絕緣層破壞和電弧放電情況