10.5kV共箱母线凝露导致主变跳闸的分析处理

摘 要：由于夏季室内室外环境温差较大，导致电厂10.5kV共箱母线外壳发生凝露现象，凝露产生的凝结水沿母线外壳滴落到进线开关的PT铜排，进而发生母线的单相接地和相间短路故障，故障点在高厂变零序差动保护范围内，高厂变2B的X分支零序差动保护动作，跳开主变高压侧的5001开关。通过采取在共箱母线穿墙处增设穿墙套管和密封隔板的措施，从根本上解决了共箱母线外壳室内部分凝露带来的母线进水的放电风险。

关键词：共箱母线；凝露；零序差动保护

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.172

1 事故原因分析及保护动作情况分析

1.1 事故原因分析

户外的潮湿空气（温度约为31℃，温度约为70%）通过共箱母线穿墙部分进入10.5kV配电室内，而配电室房间内的温度较低，约为21℃，母线内部的潮湿空气遇到温度较低的母线外壳，导致内部凝露。经现场检查，高厂变共箱母线外壳内壁表面产生大量的凝结水，由于10.5kV母线段的工作进线柜至共箱母线的连接方式为上进线，冷凝水沿共箱母线的内壁滴落在工作进线开关柜的柜顶，水滴沿开关柜顶板周界的缝隙滴入该进线开关柜内的PT进线铜排，导致柜内产生单相接地和相间短路故障。故障点的位置在高厂变零序差动保护范围内，高厂变2B的X分支零序差动保护动作，跳开主变高压侧的5001开关。

1.2 保护动作原因分析

1.2.1 第一次故障原因及保护动作分析

2B 高厂变共箱母线的凝结水滴落到 2M1 开关柜母排造成中压 ES-2 段A相接地。故障点位于中压ES-2段工作进线电压互感器前A相母排，即共箱母线与 2M1 开关之间。2B高厂变低压侧 X 分支绕组接地电流达到 920A（高厂变零序差动启动值180A），见图1。故障发生50毫秒后，#1机高厂变保护柜A、B内的2B高厂变保护装置T60-I、T60-II的X侧零序差动保护动作同时启动中压ES-1～6段快切，85毫秒后跳中压ES-1～6段工作电源开关M1，120毫秒后跳#1主变高压侧5001开关。

1.2.2 第二次故障原因及保护动作分析

2B 高厂变X侧零序差动保护动作跳主变高压侧5001开关，需要通过北电子间500kV引线保护装置，经光纤传到对侧网控楼500kV引线保护柜，启动网控楼侧500kV引线保护柜内86继电器跳闸，动作时间较长。2B高厂变零序差动保护动作，10kV 中压 ES-1～6段工作电源开关M1跳闸，35毫秒后5001开关才跳开，见图2。在此35毫秒期间，2M1 开关的电源侧仍然带电，第一次接地故障的电弧在电流互感器 CT-9与开关之间引发三相短路。故障持续时间10毫秒，2M1开关A、B、C相电流瞬时值分别从0A突然增大到9800A、12900A、3380A， ES-2段母线差动保护动作（差流定值700A）。

2 处理方案讨论

2.1 在共箱母线穿墙处增设穿墙套管和密封隔板

此方案的主要目的是阻止外部湿度大的空气通过母线外壳进入配电室内，密封隔板使室內和室外的空气隔离，不会造成冷热空气之间的相互流动；同时导体部分采取穿墙套管结构完成母线的完好密封。

在现行设计规范DL/T5222《导体和设备的设计技术规定》中关于共箱母线的7.5.5的条文明确“在共箱母线穿外墙处，宜装设户外型导体穿墙套管及密封隔板”。

穿墙套管和密封隔板的应用业绩非常广泛，属于成熟的技术。目前已经提出采购变更申请，在采购变更申请中提出涂刷防污闪涂料等措施，确保本次增加的穿墙套管具有高可靠性。建议本工程已在现场安装的共箱母线内所有绝缘子择机均涂刷防污闪涂料，加强绝缘子的防潮能力。

目前绝缘子泄露比距按照不小于31mm/kV设计，采用的是目前最严重污秽等级标准。依据《GB50060-2008 3-110kV高压配电装置设计规范》，10kV屋外配电装置相间的最小安全净距为125mm，本工程相间导体间距为207mm，绝缘裕度较大，满足设计要求。此外导体外部包有绝缘热缩套，也起到加强绝缘的效果，提高了母线的绝缘水平和运行的可靠性。

综上，在共箱母线内部穿墙处增设穿墙套管和密封隔板的方案可在物理上有效组织室内外的冷热空气对流交换，从根本上解决了共箱母线外壳室内部分凝露带来的开关柜进水的放电风险。

同时考虑在共箱母线的合适位置增设热风保养的接口，为后续在机组的启停阶段的使用提供条件。

参考文献：

[1]秦卓欣.高压厂用变压器低压侧共箱母线故障导致停机的事故分析[J].华电技术，2016，38（01）：42-44.

[2]段薇薇.一起启备变低压侧共箱母线故障的分析及处理[J].硅谷，2013（09）：90.

[3]李军伟，张浩，张金堂.共箱封闭母线结露造成绝缘事故[J].农村电工，2014（12）：30.

作者简介：张凯（1984-），男，本科，工程师，主要从事核电机组电气系统试验工作。