#2啟備變共箱封閉母線故障原因分析及預防

馮 云

摘要:共箱封閉母線主絕緣和結構設計不可靠,不適應在高濕度高污穢等級的環(huán)境下使用;共箱封閉母線的加熱器設計加熱量不足,不能滿足高濕度氣候環(huán)境下使用,存在較大的設計缺陷。

關鍵詞:共箱封閉母線;故障

中圖分類號:TV734 文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)20-0123-01

2009年09月29日,7點34分DCS報警:“#2啟備變差動保護動作,啟備變高、低壓側開關跳閘”。檢查#2啟備變兩套差動保護均動作跳閘,#1、#2啟備變已停運。經(jīng)現(xiàn)場確認#2啟備變低壓側出線6 kV共箱封閉母線柜門已變形,初步判斷為故障發(fā)生點。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)#2啟備變繞組低壓側6.0 kV第二組出線共箱封閉母線垂直段柜門已變形,向外凸出;打開柜門后發(fā)現(xiàn)垂直段三相母線已發(fā)生明顯的短路放電痕跡,水平段也有3m左右母線發(fā)生了嚴重的放電閃絡。短路故障發(fā)生在母線和導體支持結構之間。故障發(fā)生后對#2啟備變進行了油色譜分析、繞組變形、絕緣電阻等試驗,試驗結果證明變壓器沒有在此次故障中受損。將所有導體放電損傷處打磨后,重新套熱縮套,更換導體支撐,并對已損傷部位進行處理。對其它已停電的共箱封閉母線進行了檢查、清掃、絕緣和耐壓試驗。經(jīng)過處理,#2啟備變及共箱封閉母線于10月6日13點30投入運行。

1原因分析

①共箱封閉母線導體的支持結構,由兩塊20 mm厚的環(huán)氧樹脂板和合成材料的圓形卡套組成,卡套為比較硬的材質(zhì),且制造時表面不是特別光滑和清潔,安裝時易造成熱縮套的損壞;支持結構雖采用了絕緣材料,但爬電距離比較小,相間最小爬距為160 mm,沒有達到該廠現(xiàn)場環(huán)境要求的6 kV電壓等級的爬距;而且環(huán)氧樹脂板為易吸潮的材質(zhì);因此如在卡套處熱縮套發(fā)生破損,便會沿卡套和環(huán)氧樹脂板放電;發(fā)生放電后,又造成局部高溫,進一步損壞熱縮套和環(huán)氧樹脂板的絕緣,便造成了惡性循環(huán),最終導致整體擊穿,母線相間發(fā)生短路故障是此次故障的直接原因。②廠家設計的共箱封母導體主絕緣材料為導體表面10 kV絕緣等級的熱縮套,熱縮套的特點是絕緣性能好,但是材質(zhì)比較軟,在安裝和運輸過程中都容易被硬物劃破。這種只以熱縮套為主絕緣,而支撐結構的絕緣不滿足6.0 kV電壓等級的設計存在很大缺陷。由于大面積的導體都采用熱縮套絕緣,而熱縮套表面沒有保護措施,與支撐結構之間也沒有保護,容易破損,不便檢查,且耐壓試驗也不容易發(fā)現(xiàn),這種設計很不可靠。此次事故后對未發(fā)生故障的同類共箱封閉母線內(nèi)部進行了檢查,同樣存在多處導體表面熱縮套有破損現(xiàn)象;因此共箱封閉母線絕緣設計不合理是此次故障的間接原因之一。③共箱內(nèi)加熱器的加熱量不足,共箱封閉母線加熱為兩根恒溫伴熱帶,伴熱電纜下部隔熱材料在基建時未進行安裝,導致半熱電纜部分熱量散失;同時也沒有考慮到設備受氣候環(huán)境因素的影響;由于該廠位于海邊,空氣的濕度大,鹽分高,絕緣污穢等級高,并且啟備變正常運行情況為熱備用狀態(tài),長期只有電壓,沒有電流,導體自身并不發(fā)熱;因此加熱量不能滿足啟備變共箱封閉母線的要求是此次故障的間接原因之一。共箱封閉母線安裝時,由于垂直段伴熱帶電纜存在短路未與水平段的伴熱帶對接,造成垂直段封閉母線伴熱帶失效,環(huán)氧樹脂板受潮,進一步降低了環(huán)氧樹脂板的絕緣性能,加速了環(huán)氧樹脂板擊穿和故障的發(fā)生。④當時天氣正在下著小雨,雨水通過密封不嚴的間隙漏入封閉母線內(nèi)造成母線短路。該廠位于東南沿海,年降雨量1300～1800 mm,相對濕度:55%～90%。

2暴露的問題

①共箱封閉母線主絕緣和結構設計不可靠,不適應在高濕度等級的環(huán)境下使用;共箱封閉母線的加熱器設計加熱量不足,存在較大的設計缺陷。②安裝驗收質(zhì)量把關不嚴,伴熱電纜下部隔熱材料未進行安裝,導致伴熱電纜部分熱量散失,垂直段伴熱帶未接通,以及絕緣熱縮套破損。③定期檢查項目不清,檢查內(nèi)容不全,檢查不仔細。

3防范措施

對母線的絕緣結構進行改造,改用不易受潮的DMC材質(zhì)的絕緣板,并通過改變其形狀來加大導體母線支撐結構的爬電距離;使其滿足10kV電壓等級的絕緣,成為共箱封閉母線的主絕緣。在熱縮套與導體支撐結構之間采取保護措施,避免支撐結構損壞熱縮套。改造共箱封閉母線的加熱裝置,更換所有共箱封閉母線柜門的密封條,增大加熱量。對所有同類共箱封閉母線進行檢查,對于熱縮套破損處進行絕緣處理。盡快申請#1機組#1啟備變及#2機組停電,對所有共箱封母進行全面檢查,消除隱患。對#3、#4機組的共箱封閉母線進行全面檢查,并檢驗母線支撐部件結構及伴熱電纜的加熱效果。完善檢修作業(yè)指導書,細化對封母的檢查、檢修項目及標準。

參考文獻:

[1] 潮州電廠.集控運行規(guī)程[Z].