一起400V交流母排绝缘支架熔化的故障分析

杨远普

摘 要：2017年9月13日上午9时，对新投用运行20d的2号交流400V母排进行检查，发现有7组母排绝缘支架发生熔化变形现象，是什么原因造成的？如何消除可能导致绝缘支架的故障？本文结合一起典型的交流母排绝缘支架熔化事故的分析，阐述故障原因，指出了母排绝缘支架故障的解决措施，提出了避免类似故障的有效方法。

关键词：母排绝缘支架；熔化故障；原因分析；解决措施

中图分类号：TM563 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0113-01

引 言

母排绝缘支架熔化是电柜运行中可能存在的技术故障之一，随着配电柜的升级改造，将电缆叠加连接方式逐步淘汰，升级为母排连接，减少了电流损耗和电缆发热故障，但绝缘支架熔化选材与安裝不当带来新的故障。

1 事故起因及经过

2017年8月22日，400V交流2#母排配电柜安装后试运，发现配电柜运行时翁鸣振动声音较大，值班人员用红外线测温仪测量母排温度，2200A时温度为45℃，电流升至4000A时温度为62℃，持续进行监测，温度维持62℃左右，其他无异常现象。试运20d后，于2017年9月13日退出2#母排，对配电柜电气元件进行检查，发现7组配电柜母排绝缘支架连接短接颜色变黄，其中2组熔化变形（详细情况见图1）。

2 事故原因综合分析

9月14日，通过对绝缘支架安装部位测量、拆开变色的绝缘支架连接螺栓发现为碳钢空心杆。经过综合分析讨论，事故主要原因有以下几点：

（1）母排绝缘螺杆材质结构设计选用碳钢空心轴螺栓达不到高电流磁场消除涡流的安全设计规范。拆开绝缘支架的双头螺杆发现为碳钢材质的六角空心轴杆两端加丝扣螺栓（详细情况见图2）。

当三相母线水平安装时，由于电流在一定交流电压作用下向方流动，且母排绝缘支架两支碳钢螺栓安装在AB相、BC相之间，绝缘支撑外部用绝缘介质材料外层包裹，内用空心轴螺栓紧固件拧紧来固定三相母排，相当增加了一个磁场圈，在电磁力的作用螺栓与母排之间形成涡流，使螺栓发热起的绝缘支架变形。

（2）母排安装位置达不到安全间距不足。配电柜内顶盖板与母排及缘螺栓设计距离过近，使螺栓与盖板形成电磁涡流，引起螺栓发热。

（3）绝缘支架固定螺栓安装不紧。在安装绝缘支架过程中，工人末对螺栓进行加固拧紧，导致母线夹末夹紧，绝缘介质之间有间隙形成铁磁体产生涡流，使螺栓发热，导致绝缘支架高温变形。

（4）负荷突变和环境高温影响。运行一周后带电负荷由2000A增大到4000A，负荷发生突变也会引起温度升高。当时环境温度在30～35℃之间，加上设备本身散发的热量，室内温度达到40℃左右，引起绝缘支架持续高温下发热变形。

（5）由于设计制造某种原因，开关柜体比较密封，配电柜内部发热无法及时散热，温度增高。

3 改进和预防措施

根据上述分析，此次故障的原因主要是由于安装工艺及材质结构引起的故障，造成绝缘支架过热熔化变形。为了防止此类故障发生，应采取以下措施：

（1）改变绝缘支架螺杆结构与材质，改变母排安装间距。要求配电柜制造厂家重新更换母排绝缘支架。将母线连接支架的固定螺栓更换为不锈钢实芯螺杆，减少电磁涡流；同时改变母排安装方向，优化柜顶的安装，扩大间距利于母排散热。

（2）重新安装检验，加装导电膏降低接触电阻。要求施工单位对所属低压配电柜的绝缘支架连接螺丝重新紧固，电工班组重新检查，确保绝缘支架的每颗螺栓必须拧紧，并做好标识。不能有松动，防止间隙形成涡流。并在绝缘支架上加涂凡士林、导电膏，降低接触电阻。

（3）改善配电柜的散热片，加强试运监护。拆除配电柜后端的排风扇纤维防尘板，改为网状防尘板，保证配电柜内外形成空气对流，加大散热效果。同时试运前期定期监测观察，每2小时监测母排和绝缘支架温度，观察螺母标识位置是否松动，并做好记录，发现异常情况及时汇报处理。

9月18日工作结束后，2#母排配电柜再次投运，负荷逐步加大至4000A负荷运行，母排及绝缘支架温度32℃左右，配电柜翁鸣声消失，经3个月的连续观察一直正常，没有发生任何运行异常情况。

4 结束语

根据以上故障原因分析和措施实施效果，可以看出母排绝缘支架的结构材质、安装工艺、运行环境及新设备验收等对安全运行尤其重要。因此只有采取适当措施，从设计、施工、运行等各环节上把控，才能保证配电柜正常运行。杜绝低标准设计、劣质配件材料、粗糙安装，保证设备本质安全，加强新设备验收、投运监护，避免同类故障再次发生，保证系统的安全运行。

参考文献

[1]韦俞华.针对一起10kV封闭式开关柜母排发热故障的分析.华东科技（学术版），2012（8）.

[2]佛山高富公司设备故障分析报告单.

收稿日期：2018-9-24