一变电站母线室绝缘子放电事故分析

方亮华

（中信大锰矿业有限责任公司崇左分公司，广西 崇左532200）

1 设备概况

一35kV变电站2010年10月建成并投入使用。站内设置一台型号为SZ11－10000／35的主变压器。在主变压器10kV侧的高压配电房内配置有10个10kV高压配电柜，从左至右的排列顺序为PT柜及901、902、903、904、905、906、907、908、909柜，其中901柜为进线柜，902～909柜为出线柜，相邻柜之间通过点焊连接，形成一字形组合柜。柜的结构示意图如图1所示。

图1 柜的结构示意图

每个柜都有4个室，各个室之间相互封闭。组合柜的母线室内有三相主母线铜排穿过，主母线上装设母线套管（共27个）及支柱绝缘子（共30个），支母线与静触头连接处装设有静触头盒（共30个），这些绝缘子均为环氧树脂浇注件，主母线及支母线均套热缩绝缘管。母线室内的绝缘子的防污等级均为二级。

2 事故概况

2013年5月12日上午，值班人员巡检时听到10kV配电柜内传出“滋滋滋”的放电声音，尤其是907柜的放电声音最明显，且声音是从母线室内传出，值班员按规定向主管领导作了汇报。经主管领导同意，停电检查。在做好安全措施后，检修班拆开了所有柜的母线室顶盖。在拆开母线室顶部盖板时，有刺鼻的气味从母线室散出。观察发现：907柜与908柜之间的A相母线套管在907柜一侧有明显的裂纹及放电痕迹（图2）。

图2 裂纹及放电痕迹

其他绝缘子未发现有裂纹，但均存在不同程度的放电痕迹，且越靠近907柜的绝缘子放电痕迹越明显；各母线室裸露的金属元部件表面都出现不同程度的锈蚀，尤其是907柜母线室最严重，且越靠近907柜锈蚀程度越重，各母线室裸露的铜排表面均生出了不同程度的绿色铜锈，且越靠近907柜锈蚀程度趋重；各个母线室的所有元部件表面均程度不同地覆盖了一层透明的液体。拉开主母线上的所有进出线上的开关，用2500V摇表检测各相对地绝缘电阻，阻值均为5MΩ，用无水酒精清洗所有绝缘子后，各相对地阻值均为12MΩ。

3 事故原因

3.1 残留物分析

收集黏附于母线室内各元部件上的液体作为样本（样液）送至化验室进行分析化验。化验人员用pH试纸检测出样液的pH值为3～4之间，表明样本为酸性物质。根据母线室内物质成分及相关物理现象，化验员按硝酸、盐酸、硫酸进行分析鉴别。取一些样液加入BaCL2溶液中，未见有沉淀物生成。又取一些样液加入AgNO3溶液中，也未见有沉淀物生成，说明样液不是硫酸，也不是盐酸。将样液加热，有棕红色气体产生，于是判断样液为硝酸。

3.2 硝酸的来源

变电站远离厂区且周围没有氮化物排放源，硝酸不是来自周围环境。10kV配电房常年干燥整洁，未有漏雨漏水现象，10kV配电柜内除母线室外，其他部位干净整洁，未见有异物存在，可见硝酸是在母线室内生成。母线室内只有绝缘子、母线热缩套管及金属元部件，热缩套管未见有烧损现象，绝缘子均为环氧树脂浇注件，未含氮元素，显然硝酸并非来自母线室内的元部件。由此可知，硝酸是来自空气。母线室内的高压放电使得空气中的N2和O2反应生成NO，NO和O2反应生成NO2，NO2和空气中的 H2O反应生成 HNO3和 HNO2，HNO2易分解成NO，NO再和O2反应生成NO2，如此循环，生成大量的HNO3。

3.3 放电事故起因

现场观察可发现，907柜的故障现象最明显，受影响最严重，距离该柜越远受影响越轻，且母线室内所有绝缘子中只有907柜与908柜之间的A相母线套管有裂纹，损坏情况最严重，从事故现象看，存在的时间最长，由此可见，该母线套管存在的缺陷是导致放电故障的根源。该母线套管在开箱检查及安装过程中并未发现有裂纹，裂纹是运行过程中由原本隐蔽的缺陷逐渐发展形成，也是小的局部放电逐渐发展成为明显的放电过程。放电过程中产生了硝酸，因母线室相对较封闭，多数硝酸保留在母线室内，并和空气中的水气结合成硝酸液体覆盖在包括绝缘子在内的元件表面上。由于硝酸液体具有导电性及绝缘子防污等级低，覆盖了硝酸液体的绝缘子表面出现放电现象。放电范围的扩大和加剧使得母线室内生成了大量的NO2，由于母线室相对封闭及一时水分有限，部分未转化为硝酸的NO2通过主母线与母线套管的间隙扩散到其他柜的母线室，造成放电现象漫延至其他母线室，故障被扩大。

4 事故处理

母线室内的绝缘子因放电作用均受不同程度的损伤，出现不同程度的劣化现象，因此全部进行了更换。母线的热缩管全部更换。对生锈的部位进行除锈防锈处理，并进行全面清洁处理。处理完成并经检测合格后，恢复正常供电。目前系统运行正常。

5 事故教训

5.1 应加强继电保护检查维护

对地放电故障过程中，10kV接地故障保护装置未动作，检查发现该装置本身存在故障，未能发出故障信号，失去保护作用。

5.2 应重视隐蔽部分的检查

母线室较为封闭，无透明的观察窗口，只有停电并做好安全措施后才能打开顶盖进行检查。因停电检查涉及所有10kV供电中断问题，对该部位的检查机会相对较少，难以及时发现其本身存在的问题，但母线故障将造成母线上的所有供电中断，因此应重视对母线的定期和不定期检查。每年应对母线部位进行一次全面检查，同时可根据实际情况及需要适当安排不定期检查的次数。该变电站投运1年后，相关技术人员根据规章提出对母线室进行全面检查的提议，但并未引起相关负责人的注意，错过了及时发现故障的机会。应汲取此次事故教训，重视安全检查的重要性。