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广东电网有限责任公司惠州供电局的研究人员祝伟强、付芸，在年第5期《电气技术》杂志上撰文，介绍了一起由于主变变低全绝缘管型母线缺陷导致主变停运的案例。通过分析保护动作情况，检查一次设备现场，解体分析管母结构并统计同类型设备故障情况，得出母线端头进水受潮是导致母线绝缘击穿的主要原因，并且表现为家族性缺陷。

为了保证不再出现类似缺陷，减少设备故障造成的损失，提出了两种全绝缘管型母线改造方案及针对管母的运维要求。

随着国民经济水平的提高，城市建设和电力工业的快速发展，居民用电量直线上升，变电站主变容量不断加大，变压器低压侧额定电流也随之增加，常规的矩形母线已不适用于工作在电流特别大的回路，而且矩形母线在技术和结构上也越来越难以满足母线发热和短路电动力的要求。而全绝缘管型母线，其载流量大、集肤效应低、功率损失小以及机械强度高等优点，近年来在电力系统中有着越来越广泛的应用。

惠州局目前在运主变变低采用绝缘管型母线的有58台，其中kV主变19台，kV主变39台。但是，全绝缘管型母线在我国的应用还处于初始阶段，质量监管未成体系。其绝缘部分是一种由多重绝缘材料和屏蔽材料相互交替形成的绝缘结构，电位由里及外逐层降低，直到表面电位为零。

如果由于工艺出错，包裹不完全，绝缘内部出现微小缝隙，或者由于外部环境的侵蚀导致绝缘破裂或损坏，都将造成管型母线的缺陷。所以，全绝缘管型母线的绝缘性能大大影响了主变运行的可靠性。据统计，-年，惠州局已出现过6起主变变低管型母线绝缘降低的情况。

本文以某kV变电站发生的一起由于主变变低管母缺陷导致主变停电事件为例，讨论故障发生的根本原因，并提出几点可行的防范措施，以提高主变变低全绝缘管型母线的运行可靠性。

1事故概述

年11月06日13:37:53，某kV无人值班变电站1号主变变低10kV管型母线处放电，主Ⅰ、主Ⅱ保护比率差动保护动作跳开1号主变变高1、变中1、变低三侧开关，10kV分段开关备自投动作，合上开关，10kV负荷全部由2号主变供电。故障时该站没有进行任何操作，无发生其他设备跳闸，事件无造成变电站失压，未造成重要用户及其他负荷损失。

2故障原因分析

2.1保护动作分析

年11月06日13:37:53，该站1号主变主Ⅰ、主Ⅱ保护（PRS-）比率差动16ms动作跳三侧。

故障录波情况如图1所示。从低压侧电压波形图可知，相对时刻19ms时B相电压突然降低接近于零，ms时刻C相电压降低接近于零，ms时刻A相电压降低接近于零。分析可得，该故障类型为区内BN-BCN-ABC故障。单相接地故障发展为两相接地故障后，主变三侧电流增大，起动主Ⅰ、主Ⅱ比率差动保护。主Ⅰ、主Ⅱ保护正确动作。

2.2现场检查情况

对1号主变本体及三侧设备进行现场特巡，1号主变本体及变高、变中侧间隔设备正常。1号主变变低避雷器A、C相外表面有熏黑痕迹，其在线监测仪损坏，玻璃面板脱落，C相在线监测仪上引线烧断。绝缘管形母线B、C相中间接头两侧伞裙有熏黑痕迹，中间接头卡扣式硅橡胶外绝缘护套脱落。支撑母线的金属构架B、C相之间（在母线中间接头下方）有电弧放电灼烧、熏黑痕迹。

图1故障录波波形图起始阶段图2低压侧电压故障录波波形图3主变变低管母端头放电痕迹图4管母中间端头伸缩节烧损

靠变低套管侧段的B相绝缘母线端头放电击穿，割开B相绝缘护套，发现有一个直径约圆珠笔大小的孔，主绝缘层烧损，外绝缘热缩护套烧损；绝缘管形母线B、C相中间端头伸缩节有放电灼烧痕迹。

2.3具体原因分析

通过故障保护动作信息及现场设备故障情况进行分析，初步判断为B相绝缘母线对金属构支架发生放电接地故障，A、C相相间电压抬高，B相接地故障引发弧光导致B、C相相间故障，弧光进一步导致A、B、C相三相故障。

本次故障管母是大连第一互感器有限公司生产的GMW12/型母线，其利用电容均压原理，在母线外与电容屏间浇注环氧树脂作为主绝缘，其结构分别如图5、图6所示。

图5全绝缘管母内部结构示意图图6全绝缘管型母线截面图

通过解体发现，外绝缘热缩护套包裹的薄铜带屏蔽层有受潮锈蚀痕迹。现场检查发现烧焦点在B相屏蔽层端头处，因此判断故障原因为潮气通过铜带隙缝进入屏蔽层，导体与屏蔽层之间绝缘受潮引起对屏蔽层放电击穿，导致管母通过接地引出点接地，进而发生相间弧光短路。

据统计，惠州供电局自年使用绝缘母线以来，运行中发生过母线绝缘故障的共计6起，均为大连第一互感器厂家，通过试验发现绝缘降低的共计4起，在其他局也有过多起管母绝缘击穿导致主变跳闸的案例。这说明全绝缘管型母线受潮绝缘击穿不是偶然发生的，是该设备结构的固有缺陷。

3防范措施及整改效果

3.1改造方案

自发现全绝缘管型母线绝缘击穿的缺陷起，各供电局对其进行了多次改造，比如在热塑绝缘层和外屏蔽层增加一层防水胶带，对接地引出线进行改造等，这些改造主要围绕增加屏蔽层和热缩护套间的气密性，减少潮气入侵开展，在短期内已经看到一定的效果。但是治标不治本，从长远来看，随着材料老化还是有绝缘击穿的可能。于是提出两种方案，结合停电计划对绝缘管母进行更彻底地改造。

1）第一种改造方案。将10kV全绝缘铜管母线改为通过支撑绝缘子对地绝缘普通管母。具体方案为户外段降低管母构架并加装支持绝缘子，去掉管母的绝缘层及屏蔽层，重新加套两层热缩套，使用夹具固定在支持绝缘子上，高压室段通过加装穿墙套管和铜排连接10kV母线。

2）第二种改造方案。将10kV全绝缘铜管母线替换为矩形铜排，并加装热缩绝缘护套。这种改造方式虽然比较简单，但前文已提到，矩形铜排的载流量以及集肤效应不如管型母线，故优先选用第一种改造方案，对于载流量不大的变压器可采用此方案进行改造。

3.2运维要求

根据运维策略要求，对缺陷设备进行提级管控，需要加强对10kV管母的巡视检查。运行专业每半月对全绝缘管母开展一次红外测温，加强雨后的巡视测温，特别

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