因計量箱內部受潮引起的線路跳閘事故分析

馬強

摘 要： 簡單介紹了河南油田配電線路張店線跳閘事故原因查找的過程，通過檢查和試驗及理論分析，找出了事故跳閘為計量箱內部受潮所致。

關鍵詞： 線路跳閘；計量箱內部受潮；絕緣電阻交流耐壓絕緣油試驗

1 引言

河南油田配電線路張店線擔負住張店油區原油生產的供電任務，若是出現停電事故，將嚴重影響整個油區的原油生產。

①2015年8月5日，陰，6：27河南油田配電線路張店線速斷動作，重合閘成功。二次故障電流為：Ia：26.2A，Ib： 25.6A， Ic：6.1A。

②2015年8月9日，晴，18：00河南油田配電線路張店線速斷動作，重合閘成功。二次故障電流為：Ia：25.2A，Ib： 24.8A， Ic：5.8A。

張店線速斷保護定值為20A，上述兩次保護動作均正確無誤。

2 跳閘事故原因查找過程

兩次故障跳閘后，配電線路員工多次沿線路進行認真的查找，均未找到確切的故障點。分析認為可能是線路上的某一高壓設備存在絕緣問題。分析原因如下：

（1）從兩次跳閘的故障電流可知，均為AB兩相短路。在張店線的架空線路上AB兩相為兩邊相，由實際經驗可知，因外力因素（施工碰觸、動物等）造成兩邊相跳閘的幾率極低。

（2）兩次均為AB兩相短路，且故障電流變化不大，設備故障且同一設備故障的幾率比較大。

然后對線路上的所有高壓設備進行了逐一地巡查、分析、排除，最終認為張店線27#桿高壓計量箱可能存在絕緣問題。

3 計量箱檢查試驗

3.1計量箱銘牌信息

計量箱銘牌參數如下：

型號：JLS-10

額定電壓比：10000/10V

額定電流比：150/5A

出廠日期：2008年12月

生產廠家：鄭州三暉互感器有限公司

3.2計量箱檢查試驗

8月12日將該計量箱拆下，并進行了檢查和試驗。

（1）外觀檢查

計量箱箱體完好，三相高壓絕緣瓷套管無破損、放電痕跡。油位正常，呼吸器有兩條細細的裂紋。

（2）絕緣電阻

交流耐壓試驗前測得絕緣電阻為5MΩ，交流耐壓試驗后絕緣電阻為15MΩ。絕緣電阻不合格。

（3）交流耐壓

對計量箱進行交流耐壓試驗，試驗電壓30kV，時間1min。在耐壓試驗的過程中，當加壓到15kV時，耐壓機保護動作跳開，耐壓過程中可清晰聽到計量箱內部有似水煮沸的聲音，并且呼吸器裂紋處有氣泡冒出。

（4）絕緣油試驗

絕緣油試驗結果如下：

（5）開箱檢查

對計量箱進行開箱檢查：肉眼見絕緣油油質清亮，且無雜質。箱體內壁無放電閃絡痕跡，高壓引線和PT、CT線圈外包裹的油紙外層也沒有明顯放電痕跡。

4 線路跳閘原因分析

4.1計量箱故障判斷

判斷依據：

（1）從外觀看到計量箱呼吸器有兩條細裂紋；

（2）對計量箱進行交流耐壓試驗時，可聽到計量箱內有清晰的似水煮沸的聲音，且呼吸器裂紋處有氣泡冒出；

（3）試驗結果中，計量箱絕緣電阻、交流耐壓、絕緣油耐壓結果均不合格。

從以上可以判斷：計量箱通過呼吸器裂紋進水受潮，導致計量箱絕緣下降。

計量箱運行中，絕緣油的溫度隨著環境溫度的變化而變化，并且高于環境溫度。當環境溫度改變，特別晝夜溫差波動時，計量箱內的空氣通過呼吸器的裂紋與外部空氣進行不斷地呼吸作用，夏秋季節溫度高且晝夜溫差波動較大，呼吸作用會更加明顯，外界潮濕的空氣就會進入計量箱內部，造成箱內絕緣油和絕緣材料受潮。

4.2電氣設備進水受潮對絕緣的危害

水分對絕緣介質的電氣絕緣性能有極大的危害，下面簡單介紹這種危害。

油中含水量對其火花放電電壓的影響如圖1所示，隨著水分的增加，油的火花放電電壓迅速下降，當油中含水僅十萬分之幾時，就會使火花放電電壓顯著降低。這可以用小橋理論來解釋：水分的介電系數比絕緣油大得多，在電場中，水分被極化，被吸引向電場強度最強的地方，即電極附近，并按電力線方向排列，于是在電極附近形成“小橋”。由于“小橋”的存在，畸變了油中的電場，于是放電首先從這部分油中發生，而后逐漸發展，使整個油間隙擊穿，所以，火花放電就能在較低的電壓下發生。

隨著越來越多的水分在絕緣油中溶解，水分也會被紙等固體絕緣材料所吸收，從而使設備的固體絕緣材料的絕緣下降。

4.3計量箱進水受潮導致線路跳閘原因分析

水分通過呼吸器處裂紋不斷進入計量箱內部，兩次跳閘均發生在8月份天氣最熱的時候，環境的高溫和晝夜溫差變化加劇了這個過程，越來越多的水分進入降低了箱內絕緣油的放電電壓，也降低了箱內線圈外油紙的絕緣，當線路電壓波動時，達到了絕緣的放電電壓時，通過兩邊相對計量箱外殼放電，造成兩相瞬間對地短路，引起線路短路跳閘。

放電后，絕緣油溫度會有些許升高。受潮的絕緣油放電電壓隨油溫的升高，放電電壓增大，因為：受潮的絕緣油，當溫度逐漸升高時（但不超過80℃），水分在油中的溶解性逐漸增大，一部分乳化懸浮狀態的水分轉化為溶解狀態，使油的耐電強度逐漸增大，放電電壓升高，因此，兩次線路速斷跳閘后，重合閘均成功。這點也可從絕緣電阻試驗和交流耐壓試驗中得到佐證：計量箱交流耐壓試驗后絕緣電阻比耐壓試驗前大，并且在兩次交流耐壓試驗中，第二次耐壓試驗時耐壓機保護動作啟動電壓比第一次高。

5 結論

通過對這兩次跳閘事故進行分析發現，計量箱內部進水后造成計量箱內絕緣油和固體絕緣含水受潮、放電電壓降低，當計量箱運行電壓達到其放電電壓時，會引起所在線路瞬間短路而跳閘，跳閘后因受潮的絕緣油放電電壓會些許上升，因此所在線路跳閘后重合成功。

[1] 錢旭耀 .變壓器油及相關故障診斷處理技術[M] .北京：中國電力出版社.2006.

[2] 李建明，朱康. 高壓電氣設備試驗方法[M]. 北京：中國電力出版社.2001.