一起400V交流母排絕緣支架熔化的故障分析

楊遠普

摘 要：2017年9月13日上午9時，對新投用運行20d的2號交流400V母排進行檢查，發現有7組母排絕緣支架發生熔化變形現象，是什么原因造成的？如何消除可能導致絕緣支架的故障？本文結合一起典型的交流母排絕緣支架熔化事故的分析，闡述故障原因，指出了母排絕緣支架故障的解決措施，提出了避免類似故障的有效方法。

關鍵詞：母排絕緣支架；熔化故障；原因分析；解決措施

中圖分類號：TM563 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0113-01

引 言

母排絕緣支架熔化是電柜運行中可能存在的技術故障之一，隨著配電柜的升級改造，將電纜疊加連接方式逐步淘汰，升級為母排連接，減少了電流損耗和電纜發熱故障，但絕緣支架熔化選材與安裝不當帶來新的故障。

1 事故起因及經過

2017年8月22日，400V交流2#母排配電柜安裝后試運，發現配電柜運行時翁鳴振動聲音較大，值班人員用紅外線測溫儀測量母排溫度，2200A時溫度為45℃，電流升至4000A時溫度為62℃，持續進行監測，溫度維持62℃左右，其他無異常現象。試運20d后，于2017年9月13日退出2#母排，對配電柜電氣元件進行檢查，發現7組配電柜母排絕緣支架連接短接顏色變黃，其中2組熔化變形（詳細情況見圖1）。

2 事故原因綜合分析

9月14日，通過對絕緣支架安裝部位測量、拆開變色的絕緣支架連接螺栓發現為碳鋼空心桿。經過綜合分析討論，事故主要原因有以下幾點：

（1）母排絕緣螺桿材質結構設計選用碳鋼空心軸螺栓達不到高電流磁場消除渦流的安全設計規范。拆開絕緣支架的雙頭螺桿發現為碳鋼材質的六角空心軸桿兩端加絲扣螺栓（詳細情況見圖2）。

當三相母線水平安裝時，由于電流在一定交流電壓作用下向方流動，且母排絕緣支架兩支碳鋼螺栓安裝在AB相、BC相之間，絕緣支撐外部用絕緣介質材料外層包裹，內用空心軸螺栓緊固件擰緊來固定三相母排，相當增加了一個磁場圈，在電磁力的作用螺栓與母排之間形成渦流，使螺栓發熱起的絕緣支架變形。

（2）母排安裝位置達不到安全間距不足。配電柜內頂蓋板與母排及緣螺栓設計距離過近，使螺栓與蓋板形成電磁渦流，引起螺栓發熱。

（3）絕緣支架固定螺栓安裝不緊。在安裝絕緣支架過程中，工人末對螺栓進行加固擰緊，導致母線夾末夾緊，絕緣介質之間有間隙形成鐵磁體產生渦流，使螺栓發熱，導致絕緣支架高溫變形。

（4）負荷突變和環境高溫影響。運行一周后帶電負荷由2000A增大到4000A，負荷發生突變也會引起溫度升高。當時環境溫度在30～35℃之間，加上設備本身散發的熱量，室內溫度達到40℃左右，引起絕緣支架持續高溫下發熱變形。

（5）由于設計制造某種原因，開關柜體比較密封，配電柜內部發熱無法及時散熱，溫度增高。

3 改進和預防措施

根據上述分析，此次故障的原因主要是由于安裝工藝及材質結構引起的故障，造成絕緣支架過熱熔化變形。為了防止此類故障發生，應采取以下措施：

（1）改變絕緣支架螺桿結構與材質，改變母排安裝間距。要求配電柜制造廠家重新更換母排絕緣支架。將母線連接支架的固定螺栓更換為不銹鋼實芯螺桿，減少電磁渦流；同時改變母排安裝方向，優化柜頂的安裝，擴大間距利于母排散熱。

（2）重新安裝檢驗，加裝導電膏降低接觸電阻。要求施工單位對所屬低壓配電柜的絕緣支架連接螺絲重新緊固，電工班組重新檢查，確保絕緣支架的每顆螺栓必須擰緊，并做好標識。不能有松動，防止間隙形成渦流。并在絕緣支架上加涂凡士林、導電膏，降低接觸電阻。

（3）改善配電柜的散熱片，加強試運監護。拆除配電柜后端的排風扇纖維防塵板，改為網狀防塵板，保證配電柜內外形成空氣對流，加大散熱效果。同時試運前期定期監測觀察，每2小時監測母排和絕緣支架溫度，觀察螺母標識位置是否松動，并做好記錄，發現異常情況及時匯報處理。

9月18日工作結束后，2#母排配電柜再次投運，負荷逐步加大至4000A負荷運行，母排及絕緣支架溫度32℃左右，配電柜翁鳴聲消失，經3個月的連續觀察一直正常，沒有發生任何運行異常情況。

4 結束語

根據以上故障原因分析和措施實施效果，可以看出母排絕緣支架的結構材質、安裝工藝、運行環境及新設備驗收等對安全運行尤其重要。因此只有采取適當措施，從設計、施工、運行等各環節上把控，才能保證配電柜正常運行。杜絕低標準設計、劣質配件材料、粗糙安裝，保證設備本質安全，加強新設備驗收、投運監護，避免同類故障再次發生，保證系統的安全運行。

參考文獻

[1]韋俞華.針對一起10kV封閉式開關柜母排發熱故障的分析.華東科技（學術版），2012（8）.

[2]佛山高富公司設備故障分析報告單.

收稿日期：2018-9-24