10 kV母線橋瓷瓶異常發(fā)熱典型案例分析

1案例簡介

2020年V月24日,變電檢修公司電氣試驗(yàn)班在某110-k變電站開展迎峰度夏特巡過程中,發(fā)現(xiàn)#1主變10-k母線橋瓷瓶7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0Ad,瓷瓶實(shí)測值為2B.1Ad,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。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40.28,正常相36℃,負(fù)荷電流5007,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-k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-k母線橋瓷瓶7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7、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7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10000k時(shí),7相瓷瓶發(fā)出"噬噬"異響,維持30s后,出現(xiàn)沿面滑閃現(xiàn)象,當(dāng)電壓降至6000V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。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。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10kV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。

（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。