10 kV母線橋瓷瓶異常發(fā)熱典型案例分析

王柯 胡首 黃惠之 黃鳳兮

摘 要：某110 kV變電站10 kV母線橋瓷瓶支柱絕緣子有異響，超聲波測量數(shù)據(jù)超標(biāo)。通過超聲波檢測、絕緣電阻試驗(yàn)、交流耐壓試驗(yàn)的結(jié)果，綜合判斷和分析引起該現(xiàn)象的原因;詳細(xì)敘述了對缺陷瓷瓶進(jìn)行排查、分析及更換的過程，并提出了相應(yīng)現(xiàn)場處理措施及建議，為今后該類缺陷的處理提供了參考。

關(guān)鍵詞：母線橋瓷瓶;紅外測溫;超聲波檢測;絕緣性能

1? ? 案例簡介

2020年7月24日，變電檢修公司電氣試驗(yàn)班在某110 kV變電站開展迎峰度夏特巡過程中，發(fā)現(xiàn)#1主變10 kV母線橋瓷瓶A相第二支柱絕緣子有異響，超聲波測量數(shù)據(jù)超標(biāo)，超聲波背景值為0 dB，瓷瓶實(shí)測值為28.1 dB，如圖1所示。由于高溫及光線等因素影響，紅外測溫顯示正常[1]。當(dāng)晚檢修人員對其進(jìn)行復(fù)測，發(fā)現(xiàn)瓷瓶中上部熱點(diǎn)溫度為40.2 ℃，正常相36 ℃，負(fù)荷電流500 A，如圖2所示，判斷為電壓致熱型危急缺陷，并有明顯的沿面閃絡(luò)現(xiàn)象，需要立即停電對缺陷瓷瓶進(jìn)行更換。

2? ? 故障點(diǎn)查找

當(dāng)天22：20，變電檢修公司將該110 kV變電站#1主變停電，對其低壓側(cè)母線橋瓷瓶進(jìn)行停電檢查，外觀檢查發(fā)現(xiàn)#1主變10 kV母線橋瓷瓶A相第二支柱絕緣子出現(xiàn)貫穿縱向裂紋（圖3），另發(fā)現(xiàn)C相第一支柱絕緣子瓷瓶第四片傘裙下方也有裂紋（圖4）。

3? ? 故障原因分析

電氣試驗(yàn)班對更換下來的A、C兩相瓷瓶進(jìn)行了絕緣電阻試驗(yàn)[2]，測試值如表1所示，可知A相第二支柱絕緣子絕緣電阻已無法滿足運(yùn)行要求。然后試驗(yàn)人員在對兩柱瓷瓶做交流耐壓試驗(yàn)[3]時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電壓加至10 000 V時(shí)，A相瓷瓶發(fā)出“嗞嗞”異響，維持30 s后，出現(xiàn)沿面滑閃現(xiàn)象，當(dāng)電壓降至6 000 V時(shí)，仍有明顯的放電現(xiàn)象（圖5），C相瓷瓶試驗(yàn)通過。后續(xù)對瓷瓶進(jìn)行破壞性解體，發(fā)現(xiàn)A相瓷瓶中部存在較大的空心情況，裂紋從空心處延伸至瓷瓶表面（圖6），同時(shí)發(fā)現(xiàn)C相瓷瓶底部存在輕度空心情況（圖7）。

因A相瓷瓶裂紋從頂部到底部貫穿，絕緣性能已嚴(yán)重下降，在母線電場的作用下絕緣子整體泄漏電流增大，頂部帶電質(zhì)點(diǎn)撞擊裂紋處介質(zhì)，引起局部溫升，導(dǎo)致熱游離，從而帶電質(zhì)點(diǎn)劇增，電阻持續(xù)下降，在貫穿性裂紋處形成放電通道[4]。試驗(yàn)時(shí)使用紅外測溫儀進(jìn)行測溫，發(fā)現(xiàn)瓷瓶頂部最高溫度大約有54.7 ℃，試驗(yàn)結(jié)束后手指接觸瓷瓶表面溫感明顯。

由圖6、圖7可知，該瓷瓶在澆筑及凝固過程中未完全排除其中的空氣而導(dǎo)致空氣在瓷瓶中部積聚，形成了空隙區(qū)，空隙區(qū)的邊緣延伸位置正好與瓷瓶表面的裂紋處相吻合。因此，瓷瓶澆筑工藝不良導(dǎo)致其內(nèi)部存在空隙，空隙區(qū)在運(yùn)行后隨著溫濕度變化不斷地?zé)崦浝淇s，導(dǎo)致空隙邊緣發(fā)展至瓷瓶表面，從而產(chǎn)生裂紋，進(jìn)一步導(dǎo)致了瓷瓶本體的發(fā)熱現(xiàn)象[5]。而由圖7可知，C相第一支柱絕緣子因中部空隙較少，其底部暫未形成貫穿性裂紋，因此僅通過試驗(yàn)結(jié)果可判定其為合格品。

4? ? 現(xiàn)場處理措施

檢修人員立即使用備品瓷瓶更換了#1主變10 kV母線橋瓷瓶A相第二支柱絕緣子及C相第一支柱絕緣子，于2020年7月25日恢復(fù)了#1主變的運(yùn)行。

5? ? 反措及建議

（1）應(yīng)加強(qiáng)帶電檢測工作，尤其是認(rèn)真實(shí)施紅外精確測溫及超聲檢測，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷苗頭，避免事故的發(fā)生[6]。

（2）加強(qiáng)入網(wǎng)質(zhì)量把關(guān)，進(jìn)行力學(xué)檢查，杜絕不合格產(chǎn)品的使用。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 王柯，楊雨薇.一起220 kV變電站斷路器頻繁打壓典型案例分析[J].機(jī)電信息，2020（21）：20-21.

[2] 孫慶峰，華正軒，梅簡，等.高壓支柱瓷絕緣子異常發(fā)熱原因分析及預(yù)防措施[J].電瓷避雷器，2020（3）：232-236.

[3] 佘立偉，歐陽力，何建軍.一起10 kV瓷支柱絕緣子異常發(fā)熱檢測分析[J].電工技術(shù)，2020（5）：63-64.

[4] 彭向陽，黃振，張中浩，等.高濕熱地區(qū)高溫發(fā)熱復(fù)合絕緣子分析[J].智慧電力，2019，47（8）：83-90.

[5] 黃振，張中浩，彭向陽，等.復(fù)合絕緣子表面異常發(fā)熱現(xiàn)象分析及其抑制措施[J].電瓷避雷器，2020（6）：171-175.

[6] 國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).高壓支柱瓷絕緣子現(xiàn)場檢測導(dǎo)則：Q/GDW 407—2010[S].北京：中國電力出版社，2010.

收稿日期：2021-05-18

作者簡介：王柯（1973—），男，湖南邵陽人，高級(jí)技師，研究方向：變電檢修。

胡首（1988—），男，山西朔州人，技師，研究方向：配電設(shè)備運(yùn)維。