電氣柜內(nèi)部潮濕發(fā)熱引發(fā)的安全事故！
發(fā)布時(shí)間：2020-12-02
案例
某110kV變電站1號(hào)主變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，三側(cè)斷路器跳閘。該變電站1號(hào)主變壓器額定容量為31.5MVA。事故前1號(hào)主變壓器負(fù)荷為26MW, 35kV側(cè)11MW、10kV側(cè)15MW。
專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行事故調(diào)查，在10kV高壓室內(nèi)的1號(hào)主變壓器主進(jìn)開關(guān)柜內(nèi)，發(fā)現(xiàn)1號(hào)主變壓器10kV側(cè)C相TA連接母線排有發(fā)熱燒損痕跡，右側(cè)兩個(gè)螺栓因發(fā)熱嚴(yán)重有輕度燒熔，TA殼體流出黑色黏液，TA殼體與一次接線端導(dǎo)體之間有放電燒損痕跡（見 圖1)。
圖1 1號(hào)主變壓器10kV側(cè)C相 TA損壞情況
打印主變壓器保護(hù)裝置故障報(bào)告，調(diào)出上一級(jí)變電站的故障錄波報(bào)告，均顯示在跳閘的時(shí)刻沒有故障電流存在。此時(shí)刻內(nèi)，主變壓器的電流值接近跳閘前的負(fù)荷電流，證明沒有短路電流通過。
繼電保護(hù)專業(yè)人員對(duì)保護(hù)裝置及二次回路進(jìn)行檢查，確認(rèn)保護(hù)裝置及TA 二次回路無問題。現(xiàn)場(chǎng)檢查1號(hào)主變壓器及差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)設(shè)備，沒有沒有發(fā)現(xiàn)短路故障點(diǎn)。1號(hào)主變壓器10kV側(cè)C相TA本體有黑色黏液流出，一次主導(dǎo)流接觸部位的螺栓燒黑，屬于嚴(yán)重過熱所致。
根據(jù)設(shè)備檢査情況，1號(hào)主變壓器10kV側(cè)C相TA損壞原因如下?
（1）由于連接母線排有2個(gè)螺栓沒有緊固，與1號(hào)主變壓器10kV側(cè)C相 TA本體一次接線板接觸不良，接觸面積小、壓接力不足，接觸電阻大引起接觸部位過熱；同時(shí)，因TA—次接線板與絕緣殼體有縫隙、兩個(gè)螺栓沒有緊固，導(dǎo)致接線板與絕緣殼體之間長(zhǎng)時(shí)間有放電隱患。長(zhǎng)時(shí)間嚴(yán)重發(fā)熱、放電，使TA燒損，內(nèi)部絕緣損壞，內(nèi)部壓力增大，殼體出現(xiàn)裂縫。
（2）TA—次接線板與絕緣殼體有縫隙、兩個(gè)螺栓沒有緊固，此為制造廠裝配中遺留的隱患，基建安裝調(diào)試階段、工程驗(yàn)收階段都沒有發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致運(yùn)行中造成不應(yīng)有的損失。
根據(jù)上述分析，1號(hào)主變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，三側(cè)斷路器跳閘的原因是：10kV側(cè)C相TA因裝配質(zhì)量和安裝質(zhì)量問題，在負(fù)荷較大、髙溫天氣下嚴(yán)重過熱，內(nèi)部絕緣被燒壞，造成主變壓器差動(dòng)保護(hù)不平衡電流過大而動(dòng)作跳閘。
預(yù)防措施
（1）制造廠應(yīng)嚴(yán)格把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，規(guī)范裝配工藝，特別要提高廠內(nèi)裝配質(zhì)量。
（2）規(guī)范設(shè)備安裝調(diào)試工藝，主導(dǎo)流接觸部位必須保證接觸良好。
（3）安裝調(diào)試和檢修時(shí)，測(cè)量大電流開關(guān)柜內(nèi)主導(dǎo)流接觸部位接觸電阻符合規(guī)定。
（4）定期進(jìn)行紅外測(cè)溫，及時(shí)消除隱患。
（5）工程管理單位、安裝施工單位應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量自檢、自驗(yàn)，不符合技術(shù)規(guī)范要求的，督促制造廠整改。
（6）制造廠應(yīng)嚴(yán)格把好開關(guān)柜內(nèi)外購設(shè)備、配件入廠關(guān)，避免使用有質(zhì)量問題的外購設(shè)備。
3.2.2手車動(dòng)、靜觸頭過熱引發(fā)斷路器外絕緣売體燒損
案例
某日，某llOkV變電站運(yùn)維人員巡視檢查10kV髙壓室內(nèi)設(shè)備時(shí)，發(fā)現(xiàn)2號(hào)主變壓器10kV側(cè)主進(jìn)開關(guān)柜內(nèi)有較輕的異音，懷疑開關(guān)柜內(nèi)可能有發(fā)熱缺陷。當(dāng)日20:00,在負(fù)荷電流為1200A情況下，運(yùn)維人員對(duì)該開關(guān)柜進(jìn)行了紅外測(cè)溫，開關(guān)柜內(nèi)的斷路器手車A相上靜觸頭溫度為105℃(見圖2)。
次日，轉(zhuǎn)移部分負(fù)荷以后，在負(fù)荷電流為950A情況下，再次對(duì)該開關(guān)柜進(jìn)行了紅外測(cè)溫，開關(guān)柜內(nèi)的斷路器手車A相上靜觸頭溫度為85. 4℃ (見圖 3)。
圖2 開關(guān)柜內(nèi)斷路器手車A相上靜觸頭第一次紅外測(cè)溫圖譜
圖3 開關(guān)柜內(nèi)斷路器手車A相上靜觸頭第二次紅外測(cè)溫圖譜
對(duì)2號(hào)主變壓器10kV側(cè)主進(jìn)開關(guān)柜停電檢查。拉出斷路器手車，檢查斷路器手車動(dòng)觸頭，B、C相上、下動(dòng)觸頭完好；A相上、下動(dòng)觸頭有受熱變黑痕跡 (見圖4)，觸指完整，沒有燒損痕跡。檢查2號(hào)主變壓器10kV側(cè)斷路器本體，斷路器A相絕緣殼體上部，因受熱產(chǎn)生裂紋（見圖5) ；檢查該斷路器手車靜觸頭表面，B、C相上、下靜觸頭完好，有輕度變色；A相上、下靜觸頭有發(fā)熱變黑痕跡，其中下側(cè)靜觸頭變色較輕，上側(cè)靜觸頭變色較重。
圖4 2號(hào)主變壓器lOkV主進(jìn)斷路器手車 A相上、下動(dòng)觸頭受熱變黑
圖5 斷路器A相絕緣殼體上部受熱產(chǎn)生裂紋
拆下2號(hào)主變壓器10kV主進(jìn)斷路器手車三相上靜觸頭，進(jìn)行解體檢查。三相上靜觸頭上的動(dòng)觸頭觸指痕跡清晰，證明動(dòng)、靜觸頭接觸行程完全滿足制造廠和規(guī)程規(guī)定要求，可以排除手車沒有合閘到位的原因。B、C相上靜觸頭外表均有受熱變色情況，A相上靜觸頭底部及靜觸頭座因產(chǎn)重發(fā)熱變黑，有燒損痕跡（見圖6)。
圖6 2號(hào)主變壓器lOkV主進(jìn)斷路器手車A相上靜觸頭有燒損痕跡
拆下有發(fā)熱缺陷的斷路器手車三相上靜觸頭，進(jìn)行解體檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)上靜觸頭固定螺栓有松動(dòng)現(xiàn)象，尤其是A相比較明顯，說明靜觸頭座接觸不良，此為運(yùn)行中發(fā)熱的主要原因。固定螺栓沒有緊固達(dá)到規(guī)定的力矩，應(yīng)屬于制造廠裝配中遺留的隱患，現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試、竣工驗(yàn)收時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致靜觸頭運(yùn)行中發(fā)熱受損。
手車母線側(cè)靜觸頭運(yùn)行中發(fā)熱，熱傳導(dǎo)作用使手車動(dòng)、靜觸頭發(fā)熱，逐步使動(dòng)、靜觸頭壓緊彈簧退火，進(jìn)一步使靜觸頭運(yùn)行中發(fā)熱，使手車動(dòng)觸頭導(dǎo)電桿絕緣筒和斷路器絕緣護(hù)筒受熱變形、產(chǎn)生裂紋。
更換上靜觸頭及靜觸頭座，所有缺陷消除以后，設(shè)備加入運(yùn)行。次日，再次進(jìn)行紅外測(cè)溫，在負(fù)荷電流為1270A情況下，斷路器手車A相上靜觸頭接觸部位溫度為50. 2℃ (見圖 7)。
圖7 斷路器手車A相上靜觸頭接觸部位紅外測(cè)溫圖譜
預(yù)防措施
(1)制造廠應(yīng)嚴(yán)格把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，規(guī)范裝配工藝，特別要提高廠內(nèi)裝配質(zhì)量。所有螺栓的緊固力矩，應(yīng)作出明確規(guī)定并達(dá)到要求。
(2)規(guī)范設(shè)備安裝調(diào)試工藝，主導(dǎo)流接觸部位必須保證接觸良好。
(3)安裝調(diào)試和檢修時(shí)，應(yīng)測(cè)量大電流開關(guān)柜內(nèi)主導(dǎo)流接觸部位接觸電阻符合規(guī)定。
(4)定期進(jìn)行紅外測(cè)溫，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除隱患。
(5)大電流開關(guān)柜靜觸頭與母線排連接僅采用單只M20螺栓壓連，受接觸面壓力、平整度等因素影響，其接觸電阻偏大，通過較大負(fù)荷電流時(shí)發(fā)熱，應(yīng)改造為4只螺栓壓接方式。
(6)工程管理單位、安裝施工單位應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量自檢、自驗(yàn)，不符合技術(shù)規(guī)范要求的，督促制造廠整改。
(7)開關(guān)柜內(nèi)有很多有機(jī)絕緣部件，受熱后絕緣性能會(huì)不可逆的逐步喪失，可能引起火災(zāi)。因此，其主導(dǎo)流接觸部位的最髙允許溫度、發(fā)熱缺陷定性方面的規(guī)定，應(yīng)與裸露的金屬導(dǎo)體的接觸部位最高允許溫度、發(fā)熱缺陷定性規(guī)定有區(qū)別。建議開關(guān)柜內(nèi)主導(dǎo)流接觸部位的最高允許溫度值、發(fā)熱缺陷定性溫度值降低10℃。
（8）加裝SEPRI電氣環(huán)境整體治理監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)關(guān)注電氣運(yùn)行環(huán)境情況。dt-sx.cn
3.2.3 35kV高壓開關(guān)柜隔離開關(guān)動(dòng)、靜觸頭發(fā)熱
案例
某變電站35kV設(shè)備采用固定式開關(guān)柜，35kV I段母線上1號(hào)主進(jìn)開關(guān)柜內(nèi)隔離開關(guān)額定電流2000A。投運(yùn)3年以來，該變電站35kV所帶負(fù)荷電流從未超過200A；近3個(gè)月以來，1號(hào)主進(jìn)開關(guān)柜負(fù)荷電流增大到600A以上。
運(yùn)維人員對(duì)35kV設(shè)備進(jìn)行紅外測(cè)溫，發(fā)現(xiàn)1號(hào)主進(jìn)開關(guān)柜內(nèi)母線側(cè) A相隔離開關(guān)動(dòng)、靜觸頭接觸部位發(fā)熱，溫度在70℃以上。因發(fā)熱不夠嚴(yán)重，根據(jù)主管領(lǐng)導(dǎo)指示加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視。10日后，再次進(jìn)行紅外測(cè)溫，發(fā)現(xiàn)1號(hào)主進(jìn)開關(guān)柜內(nèi)母線側(cè)A相隔離開關(guān)動(dòng)、靜觸頭接觸部位溫度超過95℃；隨即向調(diào)度和主管領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，通知用戶做好停電準(zhǔn)備，安排停電消缺計(jì)劃。
2日后，跟蹤紅外測(cè)溫（負(fù)荷電流670A)，發(fā)現(xiàn)1號(hào)主進(jìn)開關(guān)柜內(nèi)母線側(cè)A 相隔離開關(guān)動(dòng)、靜觸頭接觸部位溫度達(dá)到147.6℃，屬于危急缺陷，必須立即停電處理。此時(shí)，運(yùn)維人員聽到開關(guān)柜內(nèi)有放電聲音，果斷采取措施，立即將1號(hào)主進(jìn)開關(guān)柜轉(zhuǎn)檢修狀態(tài)。由于處置及時(shí)、果斷，避免了一次母線失壓和人身事故。
檢修人員處理缺陷時(shí)，發(fā)現(xiàn)1號(hào)主進(jìn)幵關(guān)柜內(nèi)母線側(cè)A相隔離開關(guān)靜觸頭因發(fā)熱變色，左側(cè)接觸部位有燒損痕跡并且附著有因放電燒熔的熔珠（見圖8)； A相隔離開關(guān)動(dòng)觸頭同樣因發(fā)熱變色，接觸部位有燒損痕跡，兩片動(dòng)觸頭刀片之間的小連桿燒損較重（見圖9)。
圖8 母線側(cè)A相隔離開關(guān)靜觸頭發(fā)熱燒損情況
圖9 母線側(cè)A相隔離開關(guān)動(dòng)觸頭發(fā)熱燒損情況
1號(hào)主進(jìn)開關(guān)柜內(nèi)母線側(cè)A相隔離開關(guān)靜觸頭接觸部位有放電燒熔的熔珠，說明靜觸頭左側(cè)與動(dòng)觸頭刀片之間接觸不良。該開關(guān)柜投運(yùn)初期，因負(fù)荷電流小，沒有明顯的發(fā)熱現(xiàn)象；近期負(fù)荷電流較大，接觸部位因接觸電阻大而發(fā)熱嚴(yán)重。兩片動(dòng)觸頭刀片之間的小連桿燒損較重，說明連桿上有較大電流通過， 是由隔離開關(guān)動(dòng)觸頭單面接觸所致。
固定式開關(guān)柜中的隔離開關(guān)，要保證其接觸良好，關(guān)鍵在于保證有效接觸面積和接觸壓力。往往由于隔離開關(guān)本身質(zhì)量、柜體裝配精度存在問題和安裝調(diào)試問題，不能有效保證接觸良好。固定式開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備機(jī)械加工精度低，隔離開關(guān)動(dòng)、靜觸頭有一定的偏位，合閘時(shí)造成單面接觸導(dǎo)致發(fā)熱。因?yàn)檫\(yùn)行中隔離開關(guān)接觸部位單面接觸，造成兩刀片之間的小連桿通過電流，進(jìn)一步使接觸面壓力變小，發(fā)熱加劇。若最終致使連桿燒斷，動(dòng)、靜觸頭之間放電拉弧，可能形成相間短路。
預(yù)防措施
（1）制造廠應(yīng)嚴(yán)格把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，規(guī)范裝配工藝，特別要提高廠內(nèi)裝配質(zhì)量、裝配精度。所有螺栓的緊固力矩，應(yīng)作出明確規(guī)定并達(dá)到要求。
（2）規(guī)范設(shè)備安裝調(diào)試工藝，主導(dǎo)流接觸部位必須保證接觸良好。
（3）安裝調(diào)試和檢修時(shí)，應(yīng)測(cè)量大電流開關(guān)柜隔離開關(guān)接觸部位接觸電阻符合規(guī)定。
（4）定期進(jìn)行紅外測(cè)溫，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除隱患。
（5）工程管理單位、安裝施工單位應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量自檢、自驗(yàn)，不符合技術(shù)規(guī)范要求的，督促制造廠整改。
（6）加裝SEPRI電氣環(huán)境整體治理監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)關(guān)注電氣運(yùn)行環(huán)境情況。dt-sx.cn