0.引言
随着主汛期的到来，洪水、滑坡、泥石流等自然灾害的影响导致极端天气更加频繁。对于电工而言，因绝缘问题和触电而导致发电机组电气设备受损，极端天气导致相关绝缘事故发生，影响了发电厂的有序运行。基于此，本文就一起毛家河水电站高压封闭母线击穿事故进行探讨，并提出针对性的解决措施，对提升机组运行条件，确保发电厂有效运维。
1.事故概况
毛家河水电站为10.5kV发电机主母线水电枢纽工程，地处贵阳市，电站距水城70km。本电站枢纽涵盖碾压混凝土重力坝、右岸引水和地面厂房等内容。重力坝顶高程、最大坝高、坝址以上流域面积、多年平均流量、正常蓄水位、死水位、装机容量、联合运行条件下保证出力和多年平均发电量分别为1303.50m、74.50m、4935km2、77.10cm3/s、1300m、1285m、3×60MW、30.3MW和6.51亿kW/h。水电站母线使用类型为——AGYTC-10kV-5000A型三相一体浇注式封闭母线，施工顺序为：水轮发电机——出口端子引接至10kV开关柜——主变压器低压侧，总长207m。发电机出口至主变段母线过流能力为5000A。主要绝缘浇注材料为不可燃无机矿物质材料，浇注成型后不可变更，浇筑分两部分进行，即接头部位相间及外壳绝缘部分现场配料浇筑，其他成品运输到场，设计使用寿命50年。
依照合同规定，本次施工采购为一体化合同，由西能公司建设管理处技术人员和供货厂家共同完成。母线主体部分安装后，分两次进行绝缘检测和耐压实验，分别为2.5kV绝缘摇表检测）、33kV（3Ua）耐压试验。结果合格后，3套10.5kV主母线随1#、2#、3#机组并网投用，并逐步负荷试运行后投入商业运行。
1#、2#机组母线击穿情况分别为1#机母线击穿发生时，71#机组带有功55MW运行至6月1日21时33分，机组出口浇注母线C相绝缘击穿，机组带55MW负荷连续运行34小时36分钟。定子电流A相：3190A；B相：3258A；C相3214A；2#机出口浇注母线缘击穿；事故发生时2#机组有功54.07MW，定子电流A相：3151A；B相：3204A；C相3092A。1#机母线再次击穿情况；1#机组带25MW~60MW之间运行，1#机组带连续运行98小时28分钟。
2.基于毛家河水电站高压封闭母线击穿事故原因分析
1#机组高压封闭母线击穿事故现场，检修人员闻到一股焦臭味，且遍及水轮机层、空压机室过道、励磁变室、400V室、10.5kV高压开关室；应用2500V摇表测量，发现母线C相对地绝缘为零。基于本击穿事故，由厂家技术人员应用聚酰亚胺绝缘材料进行包扎，然后灌注环氧树脂封闭故障点。后续电厂施工人员再次行1#机组出口浇注母线三相25kV绝缘耐压试验，零起升压，带有功56MW运行。
2#机母线击穿现场，2#发电机差动速断保护动作、机组因事故停机，母线击穿发生于2#机组出口母线至10.5kV室转弯处。解决措施为厂家对2#机组出口浇注母线击穿处环氧树脂进行凿除，并更换击穿处母排。
1#机母线再次击穿情况，1#发电机差动速断保护动作，机组因事故停机，母线击穿发生于1#机组出口浇注母线水轮机层通往空压机室过道穿墙原C相并起火。现场由发电厂电工对现场确认无电后再用灭火器将火扑灭，处理措施上，以更换被击穿处的母排为主。
3.故障原因及其相关解决对策分析
3.1故障原因分析和解决对策
鉴于3次母线击穿事故发生后，对水电厂造成的不良后果，发电厂在常见的配合安装及其母线浇筑环节，就相关事故原因进行备案分析，为后续指导同类事故提供技术指导和理论依据。具体细节如下。
（1）合理设计母线铜排相间间距。铜排的选择需要考虑载流量它、最大短路电流的大小，即选择某规格铜排后，最远方出现短路时短路电流的大小，从而配套相应大小的保护（也就是保险丝或继电保护数值大小）。变压器铜排作用：相间间距在变压器的低压侧至受电柜或与电容器柜、配电柜之间的电源联络的接头部位采用螺栓联接后相间间距变小。
（2）接头部位现场浇筑封闭。利用插接的方式把主干线的电源分接到支线去，每隔若干米就留有插接箱口。部绝缘件采用度工程塑料，提高了母线槽抗动、热稳定的能力）接头采用的特殊构造，可以防止安装时的误操作。浇筑料时采用真空浇筑，严格进行浇筑工艺控制，解决浇筑料成型后气孔较多、较大等质量隐患，严格进行浇筑工艺控制。
（3）铜排母材接头部位焊接工艺。提升铜排母材接头部位焊接工艺，避免铜排母材接头部位接触不良导致发热量异常，铜排或铜接头镀锡增加导电性的同时，避免焊接不牢导致的接触不良。
（4）铜排杂质较多引起发载流量过大。基于不同分区铜含量的差异，采用检测仪器进行检测较为正确；改善铜排存放的空间环境，避免镀锡层发黑；慎用锡，受锡本身纯度不够导致杂质过多也会加速氧化发黑的进程；镀锡铜排层使用中因未佩戴手套而污染。
（5）选择高性能的绝缘材料以满足工况要求。为了确保绝缘材料在生产、运输和卸料过程中一直保持很高的洁净度标准（GB/T22078.2-2008规范要求超高压电缆绝缘材料中的杂质不得大于70μm），线缆生产前后整个流程的洁净度控制至关重要。
3.2毛家河水电站高压封闭母线击穿事故的思考
毛家河水电站高压封闭母线击穿事故后，全部更换10.5kV母线，并行无金属外壳全封闭树脂浇筑母线；多次行普通绝缘检测（2.5kV绝缘摇表检测）、33kV（3Ua）耐压试验、3台机母线并行实验整体上实验合格后试运行阶段满足具体工况设计要求。即为避免高压母线击穿事故，直流母线电压消失导致的问题。分析母线（负荷保险上之连线）、蓄电池出线电缆短路或电池本身大量电瓶、某一负荷短路其本身保险过大没熔断，而系统故障将直接造成设备损坏。在双母线并列运行时，将两组母线分裂开，确定故障母线，断开两组电池联1、联2刀闸。将所有负荷倒至非故障母线；起动充电机和相应的硅整流，并入非故障母线；检查两组电池无故障后，更换电池保险后，调整电池放电抽头使电池与母线电压一致后将电池并入非故障母线；母线故障将其解备，告检修处理。两条母线分裂运行时：将故障母线上之操作负荷电源倒至另一条母线；将故障母线上动力负荷电源测绝缘良好后倒至另一组母线；调整硅整流电流，以维持非故障母线之电压；确定故障母线或该母线蓄电池故障点，并告知检修处理。
4.结语
以毛家河水电站高压封闭母线击穿事故的概况为切入点，具体分析事故原因并采取针对性措施加以解决，直观上排查安全隐患，定性事故性质，现场指导作业人员安全，最终为后续电厂顺利运行提供了技术依据。
作者：侯胜强
本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第22期
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