袁偉++王獻(xiàn)禮++張莉麗

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.038

摘 要：該文主要介紹一起由凝露引起的35 kV母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘事故，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況和事故報(bào)告，對(duì)事故原因進(jìn)行了分析，并對(duì)如何防止設(shè)備凝露提出建議，為現(xiàn)場(chǎng)人員排查隱患時(shí)提供一種參考。

關(guān)鍵詞：凝露 開(kāi)關(guān)柜 銅綠

中圖分類(lèi)號(hào)：TH17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）08（a）-0038-02

凝露即凝結(jié)的露珠，是空氣中濕度較大時(shí)發(fā)生的一種特有現(xiàn)象，當(dāng)空氣中的水蒸氣達(dá)到飽和程度時(shí)，在溫度相對(duì)較低的物體上凝結(jié)成小水珠。在我國(guó)南方地區(qū)雨水充足，所以，在秋、冬兩季陰雨天氣時(shí)易發(fā)生凝露現(xiàn)象。凝露對(duì)變電站設(shè)備的危害主要是使設(shè)備表面潮濕造成腐蝕或降低絕緣性能，其造成的危害具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）在端子箱或機(jī)構(gòu)箱內(nèi)凝露會(huì)對(duì)端子排上的金屬導(dǎo)電部位造成腐蝕，腐蝕較重或混入灰塵等其他雜質(zhì)后易造成交直流短路接地。

（2）室外開(kāi)關(guān)或刀閘操作、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上凝露會(huì)腐蝕機(jī)構(gòu)內(nèi)的金屬部件，尤其是軸動(dòng)部分，影響機(jī)構(gòu)的使用壽命，甚至造成機(jī)構(gòu)卡澀，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)或刀閘在分合時(shí)機(jī)構(gòu)不能操作到位[1]。

（3）室內(nèi)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)關(guān)鍵絕緣部位凝露會(huì)降低其絕緣性能，甚至可能導(dǎo)致爬電或閃絡(luò)現(xiàn)象，導(dǎo)電部位凝露會(huì)造成金屬腐蝕，嚴(yán)重影響設(shè)備正常運(yùn)行。

1 凝露事故的實(shí)例

1.1 事故前運(yùn)行方式

110 kV某變電站35 kVI段母線上設(shè)備運(yùn)行方式：#1主變經(jīng)301開(kāi)關(guān)送電至35 kVI段母線，I段母線4條出線分別為FD373線、LD375線、WZ377線、FDII379線，其中LD375線及FDII379線路運(yùn)行，F(xiàn)D373開(kāi)關(guān)及線路冷備用，WZ377開(kāi)關(guān)冷備用線路檢修，分段300開(kāi)關(guān)間隔熱備用。LD375線有功負(fù)荷3.72 MW，F(xiàn)DII379線有功負(fù)荷1.42 MW，以上間隔均為室內(nèi)開(kāi)關(guān)柜設(shè)備，類(lèi)型為中置式手車(chē)。

1.2 事故經(jīng)過(guò)

2016-09-30T00：14， 35 kVI段母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作， 現(xiàn)場(chǎng)檢查35 kVI段母線LD375及FDII379開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，35 kV母差保護(hù)屏上顯示B相接地，檢查I段母線上設(shè)備外觀無(wú)異常，無(wú)特殊氣味，也無(wú)放電聲響。調(diào)整負(fù)荷后，將#1主變及301開(kāi)關(guān)，35 kVI段母線由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修，LD375、FDII379、FD373、WZ377開(kāi)關(guān)及線路由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修，繼續(xù)檢查母線倉(cāng)室及開(kāi)關(guān)手車(chē)，并對(duì)手車(chē)進(jìn)行絕緣耐壓試驗(yàn)均無(wú)異常，最后檢查開(kāi)關(guān)柜內(nèi)觸頭盒發(fā)現(xiàn)WZ377開(kāi)關(guān)柜內(nèi)母線側(cè)B相靜觸頭燒毀，觸頭整體被銅綠嚴(yán)重覆蓋，隔離WZ377開(kāi)關(guān)間隔后，恢復(fù)送電。

1.3 事故原因分析

35 kV側(cè)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)且未接消弧裝置，母線上單點(diǎn)接地不會(huì)造成母差動(dòng)作。從35 kV母線差動(dòng)保護(hù)裝置上看，保護(hù)啟動(dòng)到I母差動(dòng)出口時(shí)間為28 ms，其中負(fù)序電壓二次值11.937 V，達(dá)到差動(dòng)負(fù)序電壓定值（6 V），啟動(dòng)開(kāi)放電壓；B相故障電流22.965 A超過(guò)整定電流（7.5 A）使保護(hù)動(dòng)作。說(shuō)明在母差動(dòng)作前，存在另外一點(diǎn)或多點(diǎn)接地，從#1主變中壓側(cè)報(bào)告上看，故障前A、B、C三相相電壓均正常，排除了不接地系統(tǒng)因線路單相長(zhǎng)時(shí)間接地導(dǎo)致相電壓上升而使絕緣擊穿的可能。推斷在母差動(dòng)作前，某相發(fā)生了瞬時(shí)性接地，使該相電壓瞬時(shí)升高，由于線路的絕緣等級(jí)高于該變電站開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)備絕緣等級(jí)，使柜內(nèi)已腐蝕的B相絕緣擊穿。報(bào)告上AB相幾乎同時(shí)出現(xiàn)事故電流且相位相反，B相接地后C相電壓向線電壓方向發(fā)展而A相電壓呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)B相電流波形峰值要提前A相幾毫秒，判斷B相除了擊穿還迅速發(fā)展并對(duì)A相非金屬性放電，使A相產(chǎn)生電流并且相電壓降低。

發(fā)生事故的WZ377開(kāi)關(guān)間隔長(zhǎng)期處于開(kāi)關(guān)冷備用線路檢修狀態(tài)，動(dòng)、靜觸頭長(zhǎng)期不接觸，能夠產(chǎn)生嚴(yán)重的銅綠應(yīng)是某段時(shí)間集中在觸頭盒的凝露所致：銅觸頭先在部分表面生成堿式碳酸銅，使得光滑的觸頭變得粗糙，有利于水分的黏著，又加速了銅生成堿式碳酸銅的過(guò)程。今年7月份持續(xù)半月的暴雨，加上最近連續(xù)臺(tái)風(fēng)下雨，應(yīng)是導(dǎo)致觸頭環(huán)境潮濕的原因，且時(shí)間越長(zhǎng)觸頭積累的水分越大。

2 預(yù)防凝露事故的建議

開(kāi)關(guān)室一般注重通風(fēng)，所以，室內(nèi)溫濕度受室外環(huán)境影響較大，高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)易產(chǎn)生凝露。除此之外，地下電纜溝內(nèi)的潮氣和電纜內(nèi)部積累的水分也會(huì)通過(guò)開(kāi)關(guān)柜底部進(jìn)入柜內(nèi)。開(kāi)關(guān)柜為封閉式系統(tǒng)，空氣流動(dòng)性差，濕氣易凝結(jié)，而且柜內(nèi)絕緣瓷瓶多沒(méi)考慮防水性，在瓷瓶上凝露會(huì)降低其絕緣性，甚至可能導(dǎo)致爬電或閃絡(luò)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響設(shè)備正常運(yùn)行。采取的措施有以下幾種。

（1）建址時(shí)避開(kāi)山區(qū)、湖泊、低洼地帶[2]。

（2）對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，加強(qiáng)設(shè)備內(nèi)空氣流通，讓空氣帶走設(shè)備內(nèi)的水分?？梢詫⒁郧皢螌拥母綦x擋板增加為雙層，兩層擋板之間留有1 cm左右的縫隙，再在開(kāi)關(guān)柜的側(cè)壁上安裝小風(fēng)扇，然后在靠近靜觸頭的擋板，也就是內(nèi)側(cè)隔離擋板開(kāi)個(gè)方槽，裝上金屬鐵絲網(wǎng)。這樣，當(dāng)手車(chē)開(kāi)關(guān)拉出后，隔離帶電部位的上下?lián)醢宸忾]，風(fēng)扇啟動(dòng)往縫隙中吹，觸頭盒內(nèi)的空氣通過(guò)鐵絲網(wǎng)與外界交換；當(dāng)手車(chē)搖至工作位置，上下隔離擋板分離，風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動(dòng)。風(fēng)扇裝在側(cè)面而不正對(duì)觸頭盒是為了防止直接吹風(fēng)使觸頭盒積灰，并且正面裝風(fēng)扇接線十分復(fù)雜。通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造可以使設(shè)備處于冷備用時(shí)不再因?yàn)殡y以發(fā)現(xiàn)的凝露腐蝕而造成事故。

（3）提高設(shè)備本身的抗凝露能力。室內(nèi)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)應(yīng)考慮絕緣瓷瓶的防水性，提高絕緣性能。

（4）降低柜體內(nèi)的濕度。銅在常溫下成堿式碳酸銅的化學(xué)式為2Cu+H2O+CO2+O2=Cu2（OH）2CO3，由產(chǎn)生堿式碳酸銅的條件上看，對(duì)水分子控制的可行性要優(yōu)于氧氣和二氧化碳的控制，對(duì)此有兩種方法：一是加裝除濕劑吸水；二是加強(qiáng)開(kāi)關(guān)柜前后柜門(mén)的密封性防水。由于除濕劑效果有限，增強(qiáng)柜門(mén)的密封性防水也阻止了柜內(nèi)水分蒸發(fā)出來(lái)，可以結(jié)合兩種方法，加裝除濕劑的同時(shí)在柜門(mén)加裝橡膠墊防水，并且在柜體上方屋頂采取措施防止水滴滴入設(shè)備。

（5）提高柜體內(nèi)部溫度。隨著溫度的提升空氣中水蒸氣露點(diǎn)也會(huì)隨之提高，阻止凝露的產(chǎn)生。加熱器的安裝很重要，不能讓熱的水蒸氣還沒(méi)從柜內(nèi)出來(lái)就又凝結(jié)在其他的地方，一般加熱器安裝在開(kāi)關(guān)柜的出線倉(cāng)內(nèi)?？梢栽诠駜?nèi)將小風(fēng)扇和加熱器組合起來(lái)提高除濕效果，例如：先在開(kāi)關(guān)柜母線室后柜門(mén)、母線室與電纜室各開(kāi)一方槽，布上鐵絲網(wǎng)（或者焊接一塊帶小孔的鐵板），使開(kāi)關(guān)柜內(nèi)外有明顯的空氣流通路徑，然后在電纜室布置一加熱器及風(fēng)扇組合元件，使空氣向母線室流動(dòng)，再在母線室布置一個(gè)組合元件，使空氣向母線室后柜門(mén)流動(dòng)。這樣，箱體內(nèi)的水蒸氣更容易隨空氣流動(dòng)到柜外，從而被開(kāi)關(guān)室的除濕機(jī)吸收。

（6）減少長(zhǎng)期冷備用狀態(tài)和檢修狀態(tài)的開(kāi)關(guān)柜。停運(yùn)的開(kāi)關(guān)柜其內(nèi)部溫度更低，更易在其表面形成凝露，并且很難發(fā)現(xiàn)，一旦送電則極易發(fā)生事故。

（7）運(yùn)維人員應(yīng)積極巡視，做好開(kāi)關(guān)室內(nèi)溫濕度控制，并保存好設(shè)備線路保護(hù)資料，完善現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)定值單，以備故障時(shí)能夠及時(shí)查找資料。

3 結(jié)語(yǔ)

從這起事故可以看出，由于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)備長(zhǎng)期處于冷備用狀態(tài)，加之最近下雨頻繁，開(kāi)關(guān)柜母線側(cè)靜觸頭凝露導(dǎo)致觸頭表面嚴(yán)重腐蝕，造成母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘。因此，應(yīng)主動(dòng)加強(qiáng)開(kāi)關(guān)室、開(kāi)關(guān)柜內(nèi)濕度控制。運(yùn)維人員巡視應(yīng)認(rèn)真檢查開(kāi)關(guān)室內(nèi)溫度濕度，提高安全意識(shí)，并有針對(duì)性地對(duì)不同環(huán)境的變電站加裝凝露控制裝置和除濕裝置，保證站內(nèi)設(shè)備安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 張全元.變電運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問(wèn)答[M].2版.北京：中國(guó)電力出版社，2009：745-750.

[2] 李治祥.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].3版.北京：中國(guó)電力出版社，2005：203-206.endprint