一起跌落式熔斷器瓷絕緣支柱脹裂引起的故障分析與思考

左亞華，徐 忠，姜蓉蓉

(鹽城三新供電服務有限公司,江蘇 鹽城 224000）

1 事故經過

2020年3月26日16:00，陰有小雨，國網江蘇電力鹽城供電分公司220 kV映照變10 kV映壩線出線開關動作跳閘，巡視發現10 kV映壩線1-13#～1-14#桿集鎮13#變跌落式熔斷器中相瓷絕緣支柱斷裂，三相熔絲管掉落，停電更換一組跌落式熔斷器后恢復供電，屬地供電所接到集鎮13#變低壓客戶反映有家用電器損壞。

2 現場情況

220 kV映照變共有主變2臺，接線組別為YN/YN/D，10 kV 側主接線為單母線分段，采用消弧線圈補償方式。10 kV 映壩線自變電站引出后，因政府規劃要求，采用電纜敷設方式沿規劃道路2 km至前進河環網柜，從環網柜引出至架空線路1#桿，再從1#桿架空～1-14#桿，集鎮13#變支接于1-13#～1-14#桿間，供給江蘇省鹽城市經濟技術開發區步鳳鎮集鎮地段客戶用電。據集鎮13#變附近客戶描述，故障停電時聽到巨大響聲，且從更換后的跌落式熔斷器下端觸頭上也可見明顯放電痕跡；進一步檢查集鎮13#變低壓客戶家用電器損壞的情況，損壞的家用電器均為沿街門面的LED燈具。

3 事故分析

3.1 動作過程分析

本次故障中的跌落式熔斷器（如圖1 所示）主要由瓷絕緣支柱、上端接線端子、上端觸頭、熔絲管及熔絲、下端觸頭、轉軸、下端接線端子等部分組成，主絕緣采用瓷質絕緣件，上、下端接線端子固定支座采用水泥膠合劑澆注在瓷質絕緣件內。

圖1 跌落式熔斷器部件圖

從更換下的跌落式熔斷器瓷絕緣支柱表面看，熔斷器三相瓷絕緣表面均有不同程度的縱向裂紋（如圖2所示）。

圖2 跌落式熔斷器表面縱向裂紋圖

該組跌落式熔斷器投運時間約為2年，初步分析由于跌落式熔斷器上端接線端子固定支座采用水泥膠合劑澆注在瓷絕緣支柱內，未采取防水密封措施（如圖3所示）。

圖3 跌落式熔斷器上端無防水密封圖

運行中水泥膠合劑受潮后，水泥膠合劑和瓷絕緣支柱膨脹系數不一致，經過1個以上的寒暑期運行后導致瓷質絕緣件表面出現裂紋。事故發生前一個星期，當地天氣連續陰雨，跌落式熔斷器瓷絕緣支柱表面由于裂紋，導致絕緣強度下降，引起表面對地電弧放電，由于變電站10 kV 側采用消弧線圈補償方式，單相接地時出線開關不能立即跳閘，接地電容電流不能完全熄滅，引起三相短路，最終造成變電站10 kV 出線開關動作跳閘。由三相導體短路的電動力分析可知，三相短路時中相設備承受電動力最大，造成跌落式熔斷器中相瓷絕緣支柱斷裂（如圖4所示）。

圖4 跌落式熔斷器跌落式熔斷圖

3.2 臺變低壓客戶LED燈具損壞分析

從集鎮13#變現場損壞LED 燈具拆解后檢查結果看，損壞的原因是LED 燈具內整流電路濾波電容被擊穿，造成燈具不能正常工作。LED燈具工作原理是利用二極管發光特性，工作時將電網工頻交流先整流成直流，再通過濾波、穩壓等環節，為發光二極管提供恒壓恒流的工作條件。由于整流穩壓環節有電容元件，而電容元件的容抗跟電源頻率成反比，即在直流（頻率為0）時容抗理論上為無窮大，而在高頻（即頻率高于工頻）時，容抗低于工頻時的阻抗，且頻率越高，容抗越低。由I=U/XC公式可知，電容被擊穿損壞的原因，一種可能性是運行電壓高于允許值，但在此次故障中，該故障臺變其他類型單相用電設備未發生損壞情況，說明基波電壓偏差應該在規定范圍內，所以應是另一種可能性，容抗發生了下降，即電壓波形中含有高次諧波分量，在基波電壓未偏離規定范圍時，高次諧波分量作用下容抗下降，造成LED 燈具濾波電容被擊穿損壞。

3.3 臺變高壓側故障引起低壓側特定用電設備損壞過程分析

此故障中損壞家用電器類型突出（均為LED燈具），從前文分析LED 燈具損壞原因是由于高次諧波作用造成濾波電容被擊穿，說明本次高壓側故障應該有高次諧波分量從臺變高壓側傳遞到低壓側。故障發生初期，集鎮13#變某相跌落式熔斷器因瓷絕緣支柱絕緣下降，表面對地電弧放電，變電站主變10 kV 側采取消弧線圈補償方式，故障電容電流不能完全熄滅，形成弧光接地過電壓，該類過電壓屬操作過電壓范疇，含有高次諧波分量，經變壓器繞組傳遞到低壓側，進而造成低壓側對高次諧波敏感的LED燈具損壞。

4 防范措施

要注重設備巡視質量，對設備絕緣表面裂紋，污蝕等情況要重視，要根據缺陷嚴重程度，及時停電進行處理。

安裝前對此類跌落式熔斷器上端固定處采取防水密封處理或采取復合絕緣材料的跌落式熔斷器。

要注重一線運行人員技術業務水平提升，要定期組織故障分析，不斷提高現場運行人員技術水平。

5 居民家用電器損壞賠償法律依據延展思考

1996年9月1日施行的《居民用戶家用電器損壞處理辦法》第三條“本辦法所稱的電力運行事故，是指在供電企業負責運行維護的220/380伏供電線路或設備上因供電企業的責任發生的下列事件：在220/380伏供電線路上，發生相線與零線接錯或三相相序接反；220/380 伏供電線路上，發生零線斷線；220/380伏供電線路上，發生相線與零線互碰；同桿架設或交叉跨越時，供電企業的高電壓線路導線掉落到220/380伏線路上或供電企業高電壓線路對220/380 伏線路放電。”上述事件描述中無因諧波因素造成居民家用電器損壞賠償處理條款，在當時對現場理賠處理帶來法律依據不足。

2021年1月1日《民法典》正式施行，4月1日，國家發展和改革委員會廢止《居民用戶家用電器損壞處理辦法》后，對電力運營事故中損壞居民家用電器賠償的法律依據：《民法典》第六百五十一條“供電人應當按照國家規定的供電質量標準和約定安全供電。供電人未按照國家規定的供電質量標準和約定安全供電，造成用電人損失的，應當承擔賠償責任”；《電力供應和使用條例》第四十三條“因電力運營事故給用戶或第三人造成損失的，供電企業應當依法承擔賠償責任”。上述法律條款在理賠過程中可操作性不強，容易引起供用電雙方糾紛和矛盾，建議相關部門進一步細化賠償法律依據，增加可操作性條文，保障國家和電力客戶合法權益，促進供電企業依法合規運營。