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）向國家核安全局口頭通告一起0級運行事件：福建寧德核電廠(chǎng)1號機組“因應急母線(xiàn)LHB失電導致手動(dòng)停堆后撤”。此后，由于該事件與1號機組當晚出現的另一起異常：“應急母線(xiàn)LHA絕緣低報警”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《國際核與輻射事件分級手冊》，將事件級別升高一級，界定為1級運行事件。

　　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(chǎng)共性問(wèn)題,國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(chǎng)對該事件開(kāi)展了獨立調查。本次事件的根本原因分析報告將另行編寫(xiě)，調查基本情況如下。

　　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日凌晨出現的1號機組重要廠(chǎng)用水系統（SEC）4號泵電機（1SEC004MO）進(jìn)線(xiàn)接線(xiàn)盒接地短路疊加電機開(kāi)關(guān)熔斷器未能熔斷，導致應急交流母線(xiàn)（1LHB）跳閘失電的事件。二是7月5日晚間出現的1號機組SEC系統3號泵電機（1SEC003MO）進(jìn)線(xiàn)接線(xiàn)盒接地故障（共因失效），以及在切泵后中壓配電系統出現諧振并進(jìn)而導致電壓互感器損壞異常。

　　第一起事件發(fā)生前，1號機組處于功率運行狀態(tài)。

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

　　14毫秒后，1SEC004MO進(jìn)線(xiàn)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(xiàn)端發(fā)生三相短路，短路電流峰值為46kA。

　　269毫秒后，1LHB母線(xiàn)正常進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)因過(guò)流保護動(dòng)作跳閘。應急柴油發(fā)電機1LHQ啟動(dòng)，但因母線(xiàn)短路故障，柴油機無(wú)法接入，1LHB母線(xiàn)失電。主控操縱員根據報警卡執行SOP事故規程。

　　04:06:08，SEC系統自動(dòng)切換至1SEC003PO運行。

　　此后，機組根據SOP程序，向NS/RRA（雙相中間停堆工況RRA運行條件）模式后撤，并于05:09手動(dòng)停堆，現場(chǎng)開(kāi)展1LHB檢修工作。

　　18:39，1LHB檢修結束恢復送電。

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

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

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

　　23:00，主控觸發(fā)進(jìn)線(xiàn)或母線(xiàn)PT故障/配電盤(pán)故障報警，但 1LGA/1LGB/1LHA母線(xiàn)電壓恢復到6.4kV?，F場(chǎng)檢查發(fā)現1LGA配電盤(pán)有焦糊味，主控啟動(dòng)消防二級干預隊和消防隊。隨后對配電盤(pán)隔離檢修，發(fā)現電壓互感器損壞。

　　7月6日23:18，1LGA母線(xiàn)完成檢修送電。

　　7月7日00:36，主控確認機組狀態(tài)滿(mǎn)足SOP退出準則，退出SOP事故程序。

　　7月8日03:50，1號機組重新達臨界。

　　二、現場(chǎng)處理情況

　　事件發(fā)生后，寧德核電對兩臺故障電機實(shí)施了更換或修復；對故障開(kāi)關(guān)和母線(xiàn)電壓互感器進(jìn)行了整體更換。

　　在初步分析認為故障電機絕緣子的絕緣能力低后，寧德核電及時(shí)開(kāi)展經(jīng)驗反饋，對電廠(chǎng)2、3、4號機組各抽一臺SEC泵電機實(shí)施檢查，檢測絕緣子性能。

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

　　針對事件中SEC泵電機故障向應急母線(xiàn)擴展情況，寧德核電將電廠(chǎng)SEC泵電機的零序保護由報警改為跳閘，提高母線(xiàn)及開(kāi)關(guān)安全裕度。

　　三、調查中的主要關(guān)注點(diǎn)

　?。ㄒ唬┈F場(chǎng)環(huán)境條件與設備設計要求的符合情況

　　本事件中SEC泵的配套電機采購自佳木斯電機股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)佳木斯電機）。根據該電機的設備運行維修手冊，電機運行期間的環(huán)境條件為：泵房?jì)葴囟龋?5℃～45℃；外部壓力：970.6mbar～1037.1mbar；最大相對濕度：100%；空氣質(zhì)量：含鹽空氣；防水等級：噴淋；灰塵：大量。

　　SEC泵房為非密閉的廠(chǎng)房?jì)炔靠臻g，上述設備運行環(huán)境條件中，主要需對溫度進(jìn)行控制。福建寧德核電廠(chǎng)1號機組SEC泵房設置有DWS通風(fēng)系統，可在泵房空氣溫度大于35℃時(shí)啟動(dòng)換氣通風(fēng)。機組運行中，主要根據DWS系統啟動(dòng)和報警信號判斷泵房溫度。本次事件發(fā)生時(shí)，DWS系統未觸發(fā)報警，未出現異常環(huán)境狀況。調查組認為：泵房現場(chǎng)環(huán)境滿(mǎn)足SEC泵電機運行對環(huán)境的設計要求。

　?。ǘ㏒EC泵電機故障始發(fā)部件（絕緣子）相關(guān)情況

　　根據本事件相關(guān)報警、數據分析和設備解體檢修情況，SEC泵電機的絕緣子為故障始發(fā)部件，兩臺電機的絕緣子均出現了不同程度的放電燒損情況（見(jiàn)附圖1），現場(chǎng)分析認為其原因是絕緣子的絕緣下降導致爬電。

　　上述絕緣子同樣由佳木斯電機提供，采用不飽和聚酯纖維增強塑料4332（DMC）壓鑄成型。根據《不飽和聚酯玻璃纖維增強模塑料行業(yè)標準》（JB/T 7770-1995），上述材料的性能并不滿(mǎn)足佳木斯電機于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)標準要求—“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”。

　　調查組查閱了上述電機的維修記錄，發(fā)現此前在預防性維修后的再鑒定中，該電機的絕緣、吸收比、極化指數多次出現不滿(mǎn)足驗收標準要求的情況。出現此情況時(shí)，電廠(chǎng)一般會(huì )使用壓縮空氣吹掃電機定子膛，并再次測量電機絕緣、吸收比和極化指數直至確定滿(mǎn)足要求。調查組認為，上述預防性維修記錄表明，在潮濕環(huán)境下，SEC泵電機絕緣子的絕緣性能出現了下降。

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

　　福建寧德核電廠(chǎng)3、4號機組的SEC泵電機同樣采購自佳木斯電機，但由于采購較晚，絕緣子已采用新型材料。根據調查中查閱的預防性維修記錄，3、4號機組SEC泵電機維修后的絕緣性能鑒定試驗情況優(yōu)于1、2號機組。

　　綜上，調查組認為：佳木斯電機制造SEC泵電機所使用的老款絕緣子材料未能滿(mǎn)足相關(guān)設計要求，在SEC泵房的環(huán)境下易于出現絕緣性能下降，導致兩臺SEC泵電機相繼共因失效。寧德核電在此前SEC泵電機預防性維修工作中，未能深入識別絕緣性能頻繁降級的深層次原因，是上述失效的促成因素。

　　（四）電機零序報警和過(guò)流保護的設置選擇

　　福建寧德核電廠(chǎng)SEC泵電機的零序保護存在兩種設置，一是動(dòng)作于報警，二是動(dòng)作于跳閘。電廠(chǎng)實(shí)際運行中，SEC泵電機綜合保護裝置通常將零序保護投報警位。除零序保護之外，綜保裝置還設置有過(guò)流保護和過(guò)負荷保護動(dòng)作于跳閘，這兩個(gè)保護在電廠(chǎng)FSAR文件中有相應描述。

　　本次事件發(fā)生后，寧德核電實(shí)施糾正行動(dòng)，對SEC泵電機的零序保護由投報警改為投跳閘，以提高母線(xiàn)及開(kāi)關(guān)安全裕度。調查組通過(guò)調研分析，并與設計人員溝通，認為福建寧德核電廠(chǎng)1號機組的中壓應急配電系統為中性點(diǎn)不接地系統，在SEC泵電機發(fā)生單相接地故障時(shí)，設計中應允許SEC泵短時(shí)間帶故障運行，以保證系統的整體功能，并給操作人員留出故障排查時(shí)間。

　　調查組認為：鑒于電廠(chǎng)目前SEC泵電機絕緣子的絕緣性能和供電開(kāi)關(guān)熔斷器狀況，將SEC泵電機零序保護由投報警改為投跳閘作為臨時(shí)糾正行動(dòng)是可以接受的，但應在相關(guān)設備隱患消除后盡快將零序保護恢復投報警，保證系統的整體安全性。

　?。ㄎ澹╇妷夯ジ衅靼l(fā)生諧振的情況

　　在本次“應急母線(xiàn)LHA絕緣低報警”異常中，1號機組SEC系統3號泵電機發(fā)生C相單相接地，隨即帶故障兩相運行了約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，中壓配電系統對地電容與LGA母線(xiàn)電壓互感器（PT）高壓側接地點(diǎn)形成放電回路，從而導致PT快速飽和，此時(shí)PT電感下降引發(fā)與對地電容的諧振現象，并最終導致PT損壞。

　　調查組認為：事故分析表明，1號機組中壓配電系統中性點(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)單位應結合本次異常，進(jìn)一步分析諧振產(chǎn)生機理，研究應對措施，必要時(shí)優(yōu)化改進(jìn)相關(guān)設計。

　　四、事件原因分析

　　調查組通過(guò)人員訪(fǎng)談、資料查閱和現場(chǎng)踏勘，認為發(fā)生本次事件的主要原因是SEC泵電機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，導致SEC泵開(kāi)關(guān)小室內空氣絕緣下降，最終引發(fā)應急母線(xiàn)LHB三相短路并失電，使得SEC泵電機電氣故障擴展至上游母線(xiàn)。

　　在當晚發(fā)生的異常中，另一臺在運的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發(fā)生電壓互感器與對地電容之間的諧振，并導致電壓互感器損壞。

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

附圖1 SEC泵電機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