#2启备变共箱封闭母线故障原因分析及预防

冯 云

摘要:共箱封闭母线主绝缘和结构设计不可靠,不适应在高湿度高污秽等级的环境下使用;共箱封闭母线的加热器设计加热量不足,不能满足高湿度气候环境下使用,存在较大的设计缺陷。

关键词:共箱封闭母线;故障

中图分类号:TV734 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)20-0123-01

2009年09月29日,7点34分DCS报警:“#2启备变差动保护动作,启备变高、低压侧开关跳闸”。检查#2启备变两套差动保护均动作跳闸,#1、#2启备变已停运。经现场确认#2启备变低压侧出线6 kV共箱封闭母线柜门已变形,初步判断为故障发生点。现场检查发现#2启备变绕组低压侧6.0 kV第二组出线共箱封闭母线垂直段柜门已变形,向外凸出;打开柜门后发现垂直段三相母线已发生明显的短路放电痕迹,水平段也有3m左右母线发生了严重的放电闪络。短路故障发生在母线和导体支持结构之间。故障发生后对#2启备变进行了油色谱分析、绕组变形、绝缘电阻等试验,试验结果证明变压器没有在此次故障中受损。将所有导体放电损伤处打磨后,重新套热缩套,更换导体支撑,并对已损伤部位进行处理。对其它已停电的共箱封闭母线进行了检查、清扫、绝缘和耐压试验。经过处理,#2启备变及共箱封闭母线于10月6日13点30投入运行。

1原因分析

①共箱封闭母线导体的支持结构,由两块20 mm厚的环氧树脂板和合成材料的圆形卡套组成,卡套为比较硬的材质,且制造时表面不是特别光滑和清洁,安装时易造成热缩套的损坏;支持结构虽采用了绝缘材料,但爬电距离比较小,相间最小爬距为160 mm,没有达到该厂现场环境要求的6 kV电压等级的爬距;而且环氧树脂板为易吸潮的材质;因此如在卡套处热缩套发生破损,便会沿卡套和环氧树脂板放电;发生放电后,又造成局部高温,进一步损坏热缩套和环氧树脂板的绝缘,便造成了恶性循环,最终导致整体击穿,母线相间发生短路故障是此次故障的直接原因。②厂家设计的共箱封母导体主绝缘材料为导体表面10 kV绝缘等级的热缩套,热缩套的特点是绝缘性能好,但是材质比较软,在安装和运输过程中都容易被硬物划破。这种只以热缩套为主绝缘,而支撑结构的绝缘不满足6.0 kV电压等级的设计存在很大缺陷。由于大面积的导体都采用热缩套绝缘,而热缩套表面没有保护措施,与支撑结构之间也没有保护,容易破损,不便检查,且耐压试验也不容易发现,这种设计很不可靠。此次事故后对未发生故障的同类共箱封闭母线内部进行了检查,同样存在多处导体表面热缩套有破损现象;因此共箱封闭母线绝缘设计不合理是此次故障的间接原因之一。③共箱内加热器的加热量不足,共箱封闭母线加热为两根恒温伴热带,伴热电缆下部隔热材料在基建时未进行安装,导致半热电缆部分热量散失;同时也没有考虑到设备受气候环境因素的影响;由于该厂位于海边,空气的湿度大,盐分高,绝缘污秽等级高,并且启备变正常运行情况为热备用状态,长期只有电压,没有电流,导体自身并不发热;因此加热量不能满足启备变共箱封闭母线的要求是此次故障的间接原因之一。共箱封闭母线安装时,由于垂直段伴热带电缆存在短路未与水平段的伴热带对接,造成垂直段封闭母线伴热带失效,环氧树脂板受潮,进一步降低了环氧树脂板的绝缘性能,加速了环氧树脂板击穿和故障的发生。④当时天气正在下着小雨,雨水通过密封不严的间隙漏入封闭母线内造成母线短路。该厂位于东南沿海,年降雨量1300～1800 mm,相对湿度:55%～90%。

2暴露的问题

①共箱封闭母线主绝缘和结构设计不可靠,不适应在高湿度等级的环境下使用;共箱封闭母线的加热器设计加热量不足,存在较大的设计缺陷。②安装验收质量把关不严,伴热电缆下部隔热材料未进行安装,导致伴热电缆部分热量散失,垂直段伴热带未接通,以及绝缘热缩套破损。③定期检查项目不清,检查内容不全,检查不仔细。

3防范措施

对母线的绝缘结构进行改造,改用不易受潮的DMC材质的绝缘板,并通过改变其形状来加大导体母线支撑结构的爬电距离;使其满足10kV电压等级的绝缘,成为共箱封闭母线的主绝缘。在热缩套与导体支撑结构之间采取保护措施,避免支撑结构损坏热缩套。改造共箱封闭母线的加热装置,更换所有共箱封闭母线柜门的密封条,增大加热量。对所有同类共箱封闭母线进行检查,对于热缩套破损处进行绝缘处理。尽快申请#1机组#1启备变及#2机组停电,对所有共箱封母进行全面检查,消除隐患。对#3、#4机组的共箱封闭母线进行全面检查,并检验母线支撑部件结构及伴热电缆的加热效果。完善检修作业指导书,细化对封母的检查、检修项目及标准。

参考文献:

[1] 潮州电厂.集控运行规程[Z].