因计量箱内部受潮引起的线路跳闸事故分析

马强

摘 要： 简单介绍了河南油田配电线路张店线跳闸事故原因查找的过程，通过检查和试验及理论分析，找出了事故跳闸为计量箱內部受潮所致。

关键词： 线路跳闸；计量箱内部受潮；绝缘电阻交流耐压绝缘油试验

1 引言

河南油田配电线路张店线担负住张店油区原油生产的供电任务，若是出现停电事故，将严重影响整个油区的原油生产。

①2015年8月5日，阴，6：27河南油田配电线路张店线速断动作，重合闸成功。二次故障电流为：Ia：26.2A，Ib： 25.6A， Ic：6.1A。

②2015年8月9日，晴，18：00河南油田配电线路张店线速断动作，重合闸成功。二次故障电流为：Ia：25.2A，Ib： 24.8A， Ic：5.8A。

张店线速断保护定值为20A，上述两次保护动作均正确无误。

2 跳闸事故原因查找过程

两次故障跳闸后，配电线路员工多次沿线路进行认真的查找，均未找到确切的故障点。分析认为可能是线路上的某一高压设备存在绝缘问题。分析原因如下：

（1）从两次跳闸的故障电流可知，均为AB两相短路。在张店线的架空线路上AB两相为两边相，由实际经验可知，因外力因素（施工碰触、动物等）造成两边相跳闸的几率极低。

（2）两次均为AB两相短路，且故障电流变化不大，设备故障且同一设备故障的几率比较大。

然后对线路上的所有高压设备进行了逐一地巡查、分析、排除，最终认为张店线27#杆高压计量箱可能存在绝缘问题。

3 计量箱检查试验

3.1计量箱铭牌信息

计量箱铭牌参数如下：

型号：JLS-10

额定电压比：10000/10V

额定电流比：150/5A

出厂日期：2008年12月

生产厂家：郑州三晖互感器有限公司

3.2计量箱检查试验

8月12日将该计量箱拆下，并进行了检查和试验。

（1）外观检查

计量箱箱体完好，三相高压绝缘瓷套管无破损、放电痕迹。油位正常，呼吸器有两条细细的裂纹。

（2）绝缘电阻

交流耐压试验前测得绝缘电阻为5MΩ，交流耐压试验后绝缘电阻为15MΩ。绝缘电阻不合格。

（3）交流耐压

对计量箱进行交流耐压试验，试验电压30kV，时间1min。在耐压试验的过程中，当加压到15kV时，耐压机保护动作跳开，耐压过程中可清晰听到计量箱内部有似水煮沸的声音，并且呼吸器裂纹处有气泡冒出。

（4）绝缘油试验

绝缘油试验结果如下：

（5）开箱检查

对计量箱进行开箱检查：肉眼见绝缘油油质清亮，且无杂质。箱体内壁无放电闪络痕迹，高压引线和PT、CT线圈外包裹的油纸外层也没有明显放电痕迹。

4 线路跳闸原因分析

4.1计量箱故障判断

判断依据：

（1）从外观看到计量箱呼吸器有两条细裂纹；

（2）对计量箱进行交流耐压试验时，可听到计量箱内有清晰的似水煮沸的声音，且呼吸器裂纹处有气泡冒出；

（3）试验结果中，计量箱绝缘电阻、交流耐压、绝缘油耐压结果均不合格。

从以上可以判断：计量箱通过呼吸器裂纹进水受潮，导致计量箱绝缘下降。

计量箱运行中，绝缘油的温度随着环境温度的变化而变化，并且高于环境温度。当环境温度改变，特别昼夜温差波动时，计量箱内的空气通过呼吸器的裂纹与外部空气进行不断地呼吸作用，夏秋季节温度高且昼夜温差波动较大，呼吸作用会更加明显，外界潮湿的空气就会进入计量箱内部，造成箱内绝缘油和绝缘材料受潮。

4.2电气设备进水受潮对绝缘的危害

水分对绝缘介质的电气绝缘性能有极大的危害，下面简单介绍这种危害。

油中含水量对其火花放电电压的影响如图1所示，随着水分的增加，油的火花放电电压迅速下降，当油中含水仅十万分之几时，就会使火花放电电压显著降低。这可以用小桥理论来解释：水分的介电系数比绝缘油大得多，在电场中，水分被极化，被吸引向电场强度最强的地方，即电极附近，并按电力线方向排列，于是在电极附近形成“小桥”。由于“小桥”的存在，畸变了油中的电场，于是放电首先从这部分油中发生，而后逐渐发展，使整个油间隙击穿，所以，火花放电就能在较低的电压下发生。

随着越来越多的水分在绝缘油中溶解，水分也会被纸等固体绝缘材料所吸收，从而使设备的固体绝缘材料的绝缘下降。

4.3计量箱进水受潮导致线路跳闸原因分析

水分通过呼吸器处裂纹不断进入计量箱内部，两次跳闸均发生在8月份天气最热的时候，环境的高温和昼夜温差变化加剧了这个过程，越来越多的水分进入降低了箱内绝缘油的放电电压，也降低了箱内线圈外油纸的绝缘，当线路电压波动时，达到了绝缘的放电电压时，通过两边相对计量箱外壳放电，造成两相瞬间对地短路，引起线路短路跳闸。

放电后，绝缘油温度会有些许升高。受潮的绝缘油放电电压随油温的升高，放电电压增大，因为：受潮的绝缘油，当温度逐渐升高时（但不超过80℃），水分在油中的溶解性逐渐增大，一部分乳化悬浮状态的水分转化为溶解状态，使油的耐电强度逐渐增大，放电电压升高，因此，两次线路速断跳闸后，重合闸均成功。这点也可从绝缘电阻试验和交流耐压试验中得到佐证：计量箱交流耐压试验后绝缘电阻比耐压试验前大，并且在两次交流耐压试验中，第二次耐压试验时耐压机保护动作启动电压比第一次高。

5 结论

通过对这两次跳闸事故进行分析发现，计量箱内部进水后造成计量箱内绝缘油和固体绝缘含水受潮、放电电压降低，当计量箱运行电压达到其放电电压时，会引起所在线路瞬间短路而跳闸，跳闸后因受潮的绝缘油放电电压会些许上升，因此所在线路跳闸后重合成功。

[1] 钱旭耀 .变压器油及相关故障诊断处理技术[M] .北京：中国电力出版社.2006.

[2] 李建明，朱康. 高压电气设备试验方法[M]. 北京：中国电力出版社.2001.