因計(jì)量箱內(nèi)部受潮引起的線路跳閘事故分析

馬強(qiáng)

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(yàn)及理論分析，找出了事故跳閘為計(jì)量箱內(nèi)部受潮所致。

關(guān)鍵詞： 線路跳閘；計(jì)量箱內(nèi)部受潮；絕緣電阻交流耐壓絕緣油試驗(yàn)

1 引言

河南油田配電線路張店線擔(dān)負(fù)住張店油區(qū)原油生產(chǎn)的供電任務(wù)，若是出現(xiàn)停電事故，將嚴(yán)重影響整個(gè)油區(qū)的原油生產(chǎn)。

①2015年8月5日，陰，6：27河南油田配電線路張店線速斷動(dòng)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(dòng)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(hù)定值為20A，上述兩次保護(hù)動(dòng)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(jìn)行認(rèn)真的查找，均未找到確切的故障點(diǎn)。分析認(rèn)為可能是線路上的某一高壓設(shè)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(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，因外力因素（施工碰觸、動(dòng)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(shè)備故障且同一設(shè)備故障的幾率比較大。

然后對(duì)線路上的所有高壓設(shè)備進(jìn)行了逐一地巡查、分析、排除，最終認(rèn)為張店線27#桿高壓計(jì)量箱可能存在絕緣問題。

3 計(jì)量箱檢查試驗(yàn)

3.1計(jì)量箱銘牌信息

計(jì)量箱銘牌參數(shù)如下：

型號(hào)：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(chǎn)廠家：鄭州三暉互感器有限公司

3.2計(jì)量箱檢查試驗(yàn)

8月12日將該計(jì)量箱拆下，并進(jìn)行了檢查和試驗(yàn)。

（1）外觀檢查

計(jì)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(xì)細(xì)的裂紋。

（2）絕緣電阻

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

（3）交流耐壓

對(duì)計(jì)量箱進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓30kV，時(shí)間1min。在耐壓試驗(yàn)的過程中，當(dāng)加壓到15kV時(shí)，耐壓機(jī)保護(hù)動(dòng)作跳開，耐壓過程中可清晰聽到計(jì)量箱內(nèi)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(yàn)

絕緣油試驗(yàn)結(jié)果如下：

（5）開箱檢查

對(duì)計(jì)量箱進(jìn)行開箱檢查：肉眼見絕緣油油質(zhì)清亮，且無雜質(zhì)。箱體內(nèi)壁無放電閃絡(luò)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(jì)量箱故障判斷

判斷依據(jù)：

（1）從外觀看到計(jì)量箱呼吸器有兩條細(xì)裂紋；

（2）對(duì)計(jì)量箱進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，可聽到計(jì)量箱內(nèi)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(yàn)結(jié)果中，計(jì)量箱絕緣電阻、交流耐壓、絕緣油耐壓結(jié)果均不合格。

從以上可以判斷：計(jì)量箱通過呼吸器裂紋進(jìn)水受潮，導(dǎo)致計(jì)量箱絕緣下降。

計(jì)量箱運(yùn)行中，絕緣油的溫度隨著環(huán)境溫度的變化而變化，并且高于環(huán)境溫度。當(dāng)環(huán)境溫度改變，特別晝夜溫差波動(dòng)時(shí)，計(jì)量箱內(nèi)的空氣通過呼吸器的裂紋與外部空氣進(jìn)行不斷地呼吸作用，夏秋季節(jié)溫度高且晝夜溫差波動(dòng)較大，呼吸作用會(huì)更加明顯，外界潮濕的空氣就會(huì)進(jìn)入計(jì)量箱內(nèi)部，造成箱內(nèi)絕緣油和絕緣材料受潮。

4.2電氣設(shè)備進(jìn)水受潮對(duì)絕緣的危害

水分對(duì)絕緣介質(zhì)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(duì)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(dāng)油中含水僅十萬分之幾時(shí)，就會(huì)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(shù)比絕緣油大得多，在電場中，水分被極化，被吸引向電場強(qiáng)度最強(qiáng)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(fā)生，而后逐漸發(fā)展，使整個(gè)油間隙擊穿，所以，火花放電就能在較低的電壓下發(fā)生。

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

4.3計(jì)量箱進(jìn)水受潮導(dǎo)致線路跳閘原因分析

水分通過呼吸器處裂紋不斷進(jìn)入計(jì)量箱內(nèi)部，兩次跳閘均發(fā)生在8月份天氣最熱的時(shí)候，環(huán)境的高溫和晝夜溫差變化加劇了這個(gè)過程，越來越多的水分進(jìn)入降低了箱內(nèi)絕緣油的放電電壓，也降低了箱內(nèi)線圈外油紙的絕緣，當(dāng)線路電壓波動(dòng)時(shí)，達(dá)到了絕緣的放電電壓時(shí)，通過兩邊相對(duì)計(jì)量箱外殼放電，造成兩相瞬間對(duì)地短路，引起線路短路跳閘。

放電后，絕緣油溫度會(huì)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?yàn)椋菏艹钡慕^緣油，當(dāng)溫度逐漸升高時(shí)（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(tài)的水分轉(zhuǎn)化為溶解狀態(tài)，使油的耐電強(qiáng)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(diǎn)也可從絕緣電阻試驗(yàn)和交流耐壓試驗(yàn)中得到佐證：計(jì)量箱交流耐壓試驗(yàn)后絕緣電阻比耐壓試驗(yàn)前大，并且在兩次交流耐壓試驗(yàn)中，第二次耐壓試驗(yàn)時(shí)耐壓機(jī)保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)電壓比第一次高。

5 結(jié)論

通過對(duì)這兩次跳閘事故進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，計(jì)量箱內(nèi)部進(jìn)水后造成計(jì)量箱內(nèi)絕緣油和固體絕緣含水受潮、放電電壓降低，當(dāng)計(jì)量箱運(yùn)行電壓達(dá)到其放電電壓時(shí)，會(huì)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(huì)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(guān)故障診斷處理技術(shù)[M] .北京：中國電力出版社.2006.

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