10 kV母线桥瓷瓶异常发热典型案例分析

王柯 胡首 黄惠之 黄凤兮

摘 要：某110 kV变电站10 kV母线桥瓷瓶支柱绝缘子有异响，超声波测量数据超标。通过超声波检测、绝缘电阻试验、交流耐压试验的结果，综合判断和分析引起该现象的原因;详细叙述了对缺陷瓷瓶进行排查、分析及更换的过程，并提出了相应现场处理措施及建议，为今后该类缺陷的处理提供了参考。

关键词：母线桥瓷瓶;红外测温;超声波检测;绝缘性能

1    案例简介

2020年7月24日，变电检修公司电气试验班在某110 kV变电站开展迎峰度夏特巡过程中，发现#1主变10 kV母线桥瓷瓶A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0 dB，瓷瓶实测值为28.1 dB，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[1]。当晚检修人员对其进行复测，发现瓷瓶中上部热点温度为40.2 ℃，正常相36 ℃，负荷电流500 A，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 kV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 kV母线桥瓷瓶A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紋（图4）。

3    故障原因分析

电气试验班对更换下来的A、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A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10 000 V时，A相瓷瓶发出“嗞嗞”异响，维持30 s后，出现沿面滑闪现象，当电压降至6 000 V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[4]。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[5]。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10 kV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[6]。

（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。

[参考文献]

[1] 王柯，杨雨薇.一起220 kV变电站断路器频繁打压典型案例分析[J].机电信息，2020（21）：20-21.

[2] 孙庆峰，华正轩，梅简，等.高压支柱瓷绝缘子异常发热原因分析及预防措施[J].电瓷避雷器，2020（3）：232-236.

[3] 佘立伟，欧阳力，何建军.一起10 kV瓷支柱绝缘子异常发热检测分析[J].电工技术，2020（5）：63-64.

[4] 彭向阳，黄振，张中浩，等.高湿热地区高温发热复合绝缘子分析[J].智慧电力，2019，47（8）：83-90.

[5] 黄振，张中浩，彭向阳，等.复合绝缘子表面异常发热现象分析及其抑制措施[J].电瓷避雷器，2020（6）：171-175.

[6] 国家电网公司企业标准.高压支柱瓷绝缘子现场检测导则：Q/GDW 407—2010[S].北京：中国电力出版社，2010.

收稿日期：2021-05-18

作者简介：王柯（1973—），男，湖南邵阳人，高级技师，研究方向：变电检修。

胡首（1988—），男，山西朔州人，技师，研究方向：配电设备运维。