2015年6月29日，调试人员对泵站LKG（380V系统）配电盘准备送电前检查发现绝缘较低为0.1MΩ，经检查该配电盘抽屉的电源适配器较为潮湿，进行干燥处理后，测试绝缘均达到0.6MΩ，送电5分钟后中压开关跳闸，检查发现配电盘四个抽屉的分支母线和适配器发生相间击穿短路，设备冒烟，同时发现烧蚀截面有白色析出物。本文对该事件进行了根本原因分析。
1. 设备简介
核电厂常规岛（CI）、核岛（NI）低压配电柜均采用西门子公司SIVACON S8型的配电柜，BOP（电站配套设施）低压配电柜的型号为SIVACON 8PV。这些配电柜均采用模块化[1]设计，具有安全性高、节省安装空间以及便于维修等特点。其中BOP低压配电柜的到货时间要早于NI/CI，且型号不同。低压配电柜组成的供配电网络是核电站电气系统的重要组成部分，主要为核电站负荷提供380V以及220V电源。电源适配器又是380V配电柜的主要组成部分，其主要作用是将380V电源进行二次分配。
2. 原因分析
2.1 环境影响分析
核电站临近海边，其年平均气温22.3℃。最热的月（7月）平均气温28.4℃，最冷的月（1月）平均气温14.2℃。湿度最大可到100%，一般在降雨集中的4-9月出现的较多，是典型的亚热带季风气候。核电厂配电盘安装期间，配电室空调、加热器等设施并未可用，包括配电柜电缆孔洞以及房间出入口等也未实施与外界隔离，从安装到后来适配器出现白色析出物期间，设备所处的环境与外部大气环境相同。核电厂环境温度10℃～35℃，湿度20%～100%的区间范围内。
设备运行维修手册（EOMM）中对NI/CI配电柜的存储环境：环境温度-25℃～55℃，其中40℃时要求湿度在50%以下，20℃时，湿度在90%以下。BOP的存储要求范围更宽-25℃～70℃，25℃最大湿度在95%以下。对比国标GB7251.1-2013要求：温度在-25℃～40℃，且24小时内的平均温度不能超过35℃。对湿度的要求40℃时要求湿度在50%以下，20℃时，湿度在90%满足需求。
表1 EOMM中对于配电柜的环境温度要求
2.2 析出物定性分析
2.1
2.2.1 成分分析
现场采集部分烧死截面的白色析出物送到波普实验室进行物质分析，发现该析出物是多种物质的混合物，其中二乙基次膦酸铝（OP）含量最多，占比高达72.1%，水分占比25.9%，其余还有部分氧化物，具体成分见表2。
表2 白色析出物成分分析
2.2.2 析出物的形成分析
对低压交流配电盘设备分别在45℃/95%湿度以及70℃/75%湿度下进行1000h湿热试验[2]。 试验目的：比较不同条件下出现析出物的时间，推断引起失效的主要环境因素；考察实验室析出物与实际环境析出物成分是否相同。通过试验发现析出物的出现主要与环境的湿度有关。在实验室条件下主要的物质迁移过程在4到5周时间内完成，在这个时期之后只有极低比例的部分物质迁移，实验室条件为70℃/75%。试样在欧洲环境条件下没有发生或发生极低的物质迁移（当地实验室的湿度估计为40%到60%）。
2.2.3 析出物的绝缘电阻变化分析
通过对析出物进行同流试验，测量其绝缘电阻变化情况，发现BOP板在两种试验状态下绝缘电阻变化不大，且保持了较高的绝缘水平；新备件体积电阻下降较大，且不可逆；新备件样品不清洁处理，其绝缘电阻在600h后就会降到1MΩ以下；新备件每100h清洁后与清洁前的电阻对比，其绝缘电阻上升并不显著，且现场难以做到定期（如100h）对适配器进行清洁烘干。对比绝缘电阻的变化，将析出物涂抹至设备表面测量其的导电性性能变化具体结果如下。
表3 析出物导电性能变化情况
通过试验发现，涂抹前板件绝缘电阻正常，满足要求；涂抹后体积电阻和表面电阻均下降显著，表面电阻已不合格；100h吸潮后，其体积电阻近一步降低，已达不到标准要求。通过试验可以得知，白色析出物极易受潮；且白色粉末具有较强的导电性能；在白色粉末受潮后也导电性能下降不大；对设备进行烘干处理，发现绝缘性能未有大幅提升，说明白色析出物受潮后难以自恢复（锁水性能较好）。
通过对比发现，由于NI/CI配电盘适配器的材质存在缺陷，易发生水解[3]，导致阻燃剂向适配器表面进行迁移，且析出物极易受潮并且导电性能较强，造成适配器绝缘电阻大幅下降。当适配器接线处的析出物将5mm高的爬电间隔填满时，其爬电距离不满足规程要求，造成配电盘的适配器发生短路
通过事件逻辑分析可得，相间击穿是因为该配电柜适配器材质存在缺陷，有大量的析出物，导致绝缘降低（爬电距离不满足标准要求）；NI/CI板件材质存在缺陷是造成设备故障及绝缘低的根本原因；同时，现场环境湿度较大是本次事件的促成因素。
3 改进措施
根据事故的根本原因可知，ABB的配电盘的材质本身存在缺陷，在长时间潮湿环境下会出现导电析出物，最终导致爬电距离减少。建议电站全部更换NI/CI S8型低压配电柜的适配器，同时，更换后的适配器厂家应提供湿热试验报告。在后续的配电盘维修过程中，将绝缘测量的范围扩大到配电盘上下游，测量电压提升至2500V档，及时发现配电盘绝缘异常。
针对环境湿度大的问题，对开关柜、电缆沟进行防潮封堵，避免潮气沿此路径侵入，同时可以阻止导电析出物出现；同时，在设备运行房间建立相对密封的环境，并安装抽湿设备，将现场环境湿度控制在60%以下；保持环境干燥。
在核电机组大修过程中，定期检查配电柜绝缘，当绝缘电阻小于1M时，对适配器进行彻底清洁，并进行烘干直至绝缘重新恢复到1M以上；对于停电时间在一周以内，停电时需投入加热器，对于停电时间大于一周以上的，在投入加热器的同时还需要添加防潮剂以避免潮气侵蚀[4]。
4 结论
通过分析发现由于NI/CI配电盘适配器的材质存在缺陷，易发生水解，导致阻燃剂向适配器表面进行迁移，且析出物极易受潮并且导电性能较强，造成适配器绝缘电阻大幅下降。当适配器接线处的析出物将5mm高的爬电间隔填满时，其爬电距离不满足规程要求，最终造成配电盘的适配器发生短路。
参考文献
[1] 张尔明．变压器绝缘水平下降原因及其处理办法[J]．通信电源技术，1996，08（4）：15-17．
[2] 宋明钰，王振羽，薄岩，赵卓，陈宏．水电站提高并保持封闭母线绝缘水平方法实证分析[J]．粘接，2020，12（2）：168-171．
[3] 刘继．高压输电线路绝缘水平的选择和绝缘配合[J]．中国电力，2016，01（17）：266-267．
[4] 李运平．浅析按电缆的绝缘水平选择电缆的额定电压[J]．煤炭科技，2001，12（25）：53-56．
