黃世超，羅 勇，劉 凱

(雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，成都 610051)

0 引言

封閉母線是一種常用的接線方式，主要應(yīng)用于發(fā)電機(jī)變壓器組一體化裝備，通常分為共箱封閉母線和離相封閉母線。離相封閉母線具有避免相間短路、減少相間短路電動力、消除鋼結(jié)構(gòu)發(fā)熱、維護(hù)工作量小、運(yùn)行可靠性高等優(yōu)點，作為大電流傳輸裝置[1]廣泛應(yīng)用于100 MW以下的發(fā)電機(jī)出口至主變低壓側(cè)之間。

某大型水力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組采用離相封閉母線作為發(fā)電機(jī)、主變壓器、廠用變壓器、勵磁變壓器的連接裝置，電壓等級20 kV(AC)，采用空氣自然冷卻形式。封閉母線的導(dǎo)體與地之間的設(shè)備有：絕緣子、電流互感器、電壓互感器、避雷器、電壓傳感器、絕緣隔板[2]。

1 異?，F(xiàn)象

在機(jī)組檢修期間，對封閉母線內(nèi)的所有設(shè)備進(jìn)行了拆解、檢修、回裝?；匮b完成后檢查各設(shè)備無明顯異常，按計劃對封閉母線做交流耐壓試驗。試驗前測試離相封閉母線各段的絕緣電阻阻值正常，滿足交流耐壓試驗條件。

交流試驗期間，A相及B相在封閉母線內(nèi)部出現(xiàn)“啪”“啪”的放電聲。耐壓試驗設(shè)備上顯示電壓已達(dá)到43 kV，放電期間電壓無明顯變化，電流值無波動。C相在PT柜處擊穿點出現(xiàn)可見光，耐壓試驗設(shè)備上顯示擊穿電壓已達(dá)到45 kV，擊穿瞬間電壓降至0 V，電源開關(guān)跳閘。

2 異常原因分析及查找

2．1 結(jié)構(gòu)分析

依據(jù)設(shè)備試驗時的條件及狀態(tài)可知，試驗時，電壓互感器和避雷器均與封閉母線脫離，設(shè)備間距大于2 m；封閉母線與發(fā)電機(jī)、主變壓器、廠用變壓器、勵磁變壓器之間的軟連接均已拆除，間距為400 mm。初步分析可知，試驗放電現(xiàn)象與上述設(shè)備無關(guān)。

由現(xiàn)象可知，C相的放電點在放電瞬間有明顯的可見光，通過錄制的視頻可以清晰識別故障點就在PT柜內(nèi)，具體位置還需要進(jìn)一步判斷。

A相和B相的放電點與PT柜無關(guān)，存在于封閉母線內(nèi)部。由于封閉母線內(nèi)部設(shè)備有絕緣子、電流互感器和空氣，考慮到空氣間隙距離為260 mm，遠(yuǎn)高于20 kV的電氣安全距離180 mm，基本排除空氣擊穿可能性。初步判斷故障點可能與電流互感器和絕緣子相關(guān)。

2．2 異常原因查找

(1) C相PT柜放電分析

由PT柜結(jié)構(gòu)可知，PT柜分為三個隔斷，其中兩端的隔斷都是安裝的PT，高壓側(cè)與地之間為絕緣隔板，由于放電瞬間可見的絕緣隔板側(cè)沒有電弧光，因此可以判定放電點在中間隔斷[3]。拆除PT柜側(cè)面的密封板后，進(jìn)入PT柜中間隔斷檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯的放電痕跡，為排除污閃影響，對絕緣隔板和電壓傳感器表面進(jìn)行了清潔。檢查無遺留物后對設(shè)備再次開展耐壓試驗并采用手機(jī)錄像方式進(jìn)行記錄，試驗中再次出現(xiàn)放電擊穿現(xiàn)象。結(jié)合錄像分析，放電點在高壓側(cè)與中性點電纜間。測量兩者尺寸，PT柜高壓側(cè)靜觸頭與中性點電纜最近點間距為120 mm，即空氣間距為120 mm。初步分析放電原因為空氣間距偏小，中性點電纜已使用8年，表皮絕緣老化導(dǎo)致絕緣能力下降，疊加空氣間隙偏小最終導(dǎo)致放電擊穿現(xiàn)象。往年一直試驗?zāi)苷Ｍㄟ^是由于電纜無老化、絕緣能力較強(qiáng)，與空氣絕緣疊加后能承受48 kV電壓。

(2) A、B相放電原因查找

由放電現(xiàn)象可知，故障點應(yīng)該在電流互感器和絕緣子[4]上，可排除掉PT柜絕緣隔板。

封閉母線的絕緣子有三種：一種是盤式絕緣子，安裝于封閉母線各接口處，起支撐和定位作用；一種是柱式陶瓷絕緣子，安裝于封閉母線中間，起支撐作用；最后一種則是安裝于GCB內(nèi)隔離刀閘和接地刀閘底部起支撐的絕緣件?？紤]到檢修過程中所有的柱式絕緣子全部開展過拆裝檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯的裂紋，因此其放電的可能性較低。盤式絕緣子平時無工作及機(jī)械振動，損壞的可能性較低，且盤式絕緣子直線尺寸與空氣間隙一致，為260 mm，因此放電可能性也較低。綜合上述分析，故障點排查應(yīng)重點放在GCB內(nèi)和電流互感器處。為排除GCB內(nèi)絕緣件放電可能，在GCB放置手機(jī)進(jìn)行錄像，通過錄像可知，放電點與GCB內(nèi)支撐件無關(guān)，同時通過放電聲音的位置判斷，電流互感器處的可能性較高。

電流互感器[5]的接地端共2類，一類是支撐螺栓，另一類是二次接線端子及電纜。由于放電是間斷性的且電壓并沒有明顯降低，二次電纜為軟線且在封閉母線內(nèi)有一定的裕度。初步判斷電流互感器本體損壞可能性較低，即支撐螺栓及二次接線端子處應(yīng)無明顯缺陷，故障點可能是二次電纜，將二次電纜原有的預(yù)留長度緩慢拉出封閉母線，檢查發(fā)現(xiàn)二次電纜表面有明顯的破洞且可見內(nèi)部導(dǎo)線，放電點明確。故障原因可能是二次電纜由于長時間運(yùn)行時輕微震動導(dǎo)致下沉量日積月累的增大，進(jìn)而縮短了與導(dǎo)體的間距，最終因間距偏小、安全距離不足出現(xiàn)試驗過程中間隙性擊穿放電現(xiàn)象。

3 現(xiàn)場處理

(1) C相PT柜處

檢查發(fā)現(xiàn)C相中性點電纜長度有一定的預(yù)留量，因此將中性點電纜緩慢下壓，在確保電纜曲率的前提下將電纜與高壓側(cè)靜觸頭的間距由120 mm調(diào)整至250 mm。經(jīng)再次耐壓試驗，無放電等異?，F(xiàn)象，故障已消除。

(2) A、B相CT處

將CT二次線緩慢拉出封閉母線，至有些微拉力后再將二次線往封閉母線內(nèi)放入20 mm長作為預(yù)留量。對拉出的長度約200 mm電纜，檢查破損位置，使用絕緣帶進(jìn)行纏繞防護(hù)并將電纜固定。經(jīng)再次耐壓試驗，無放電等異常現(xiàn)象，故障已消除。

4 后續(xù)排查

對機(jī)組檢修中能打開的PT柜重新開柜檢查并對PT柜內(nèi)中性點電纜與高壓側(cè)靜觸頭的距離進(jìn)行了調(diào)整、測量及記錄，后續(xù)檢修工作中對數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核，出現(xiàn)安全距離不足時及時調(diào)整。

對機(jī)組檢修中能打開的CT進(jìn)行了檢查，檢查發(fā)現(xiàn)絕大部分二次電纜均存在裕度過長且有不同程度的下沉現(xiàn)象，對設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行有直接影響。因此對所有二次電纜均將多余的長度抽出封閉母線，僅在封閉母線內(nèi)保留20 mm長的裕度。

5 結(jié)論

封閉母線是全封閉式設(shè)備，維護(hù)量小，故障率極低，導(dǎo)體與地之間的安全距離通常足夠。一般出現(xiàn)接地故障是因為安全距離不足。

由上述案例可知，CT二次線在封閉母線內(nèi)預(yù)留的長度應(yīng)適當(dāng)，不宜過長，否則易因沉降導(dǎo)致接地故障。PT的中性線電纜在滿足彎曲半徑的前提下，與高壓側(cè)應(yīng)保持至少180 mm的間距。這樣才能滿足設(shè)備安全距離要求，保障設(shè)備安全可靠運(yùn)行。