10 kV母线桥瓷瓶异常发热典型案例分析

1案例简介

2020年V月24日,变电检修公司电气试验班在某110-k变电站开展迎峰度夏特巡过程中,发现#1主变10-k母线桥瓷瓶7相第二支柱绝缘子有异响,超声波测量数据超标,超声波背景值为0Ad,瓷瓶实测值为2B.1Ad,如图1所示。由于高温及光线等因素影响,红外测温显示正常。当晚检修人员对其进行复测,发现瓷瓶中上部热点温度为40.28,正常相36℃,负荷电流5007,如图2所示,判断为电压致热型危急缺陷,并有明显的沿面闪络现象,需要立即停电对缺陷瓷瓶进行更换。

2故障点查找

当天22:20,变电检修公司将该110-k变电站#1主变停电,对其低压侧母线桥瓷瓶进行停电检查,外观检查发现#1主变10-k母线桥瓷瓶7相第二支柱绝缘子出现贯穿纵向裂纹（图3）,另发现C相第一支柱绝缘子瓷瓶第四片伞裙下方也有裂纹（图4）。

3故障原因分析

电气试验班对更换下来的7、C两相瓷瓶进行了绝缘电阻试验[2],测试值如表1所示,可知7相第二支柱绝缘子绝缘电阻已无法满足运行要求。然后试验人员在对两柱瓷瓶做交流耐压试验[3]时发现,当电压加至10000k时,7相瓷瓶发出"噬噬"异响,维持30s后,出现沿面滑闪现象,当电压降至6000V时,仍有明显的放电现象（图5）,C相瓷瓶试验通过。后续对瓷瓶进行破坏性解体,发现A相瓷瓶中部存在较大的空心情况,裂纹从空心处延伸至瓷瓶表面（图6）,同时发现C相瓷瓶底部存在轻度空心情况（图7）。

因A相瓷瓶裂纹从顶部到底部贯穿,绝缘性能已严重下降,在母线电场的作用下绝缘子整体泄漏电流增大,顶部带电质点撞击裂纹处介质,引起局部温升,导致热游离,从而带电质点剧增,电阻持续下降,在贯穿性裂纹处形成放电通道。试验时使用红外测温仪进行测温,发现瓷瓶顶部最高温度大约有54.7℃,试验结束后手指接触瓷瓶表面温感明显。

由图6、图7可知,该瓷瓶在浇筑及凝固过程中未完全排除其中的空气而导致空气在瓷瓶中部积聚,形成了空隙区,空隙区的边缘延伸位置正好与瓷瓶表面的裂纹处相吻合。因此,瓷瓶浇筑工艺不良导致其内部存在空隙,空隙区在运行后随着温湿度变化不断地热胀冷缩,导致空隙边缘发展至瓷瓶表面,从而产生裂纹,进一步导致了瓷瓶本体的发热现象。而由图7可知,C相第一支柱绝缘子因中部空隙较少,其底部暂未形成贯穿性裂纹,因此仅通过试验结果可判定其为合格品。

4现场处理措施

检修人员立即使用备品瓷瓶更换了#1主变10kV母线桥瓷瓶A相第二支柱绝缘子及C相第一支柱绝缘子,于2020年7月25日恢复了#1主变的运行。

5反措及建议

（1）应加强带电检测工作,尤其是认真实施红外精确测温及超声检测,以便及时发现缺陷苗头,避免事故的发生。

（2）加强入网质量把关,进行力学检查,杜绝不合格产品的使用。