付克勤

（璧山供電局，重慶 璧山 402760）

某110kV變電站于2007-07-05投運(yùn)，10kV系統(tǒng)采用ZN65A-12型真空斷路器。2007-09-06，真空斷路器曾發(fā)生滅弧室漏氣導(dǎo)致真空度消失故障，但由于10kVⅡ段母線未帶負(fù)荷，且值班員嚴(yán)格執(zhí)行了《電力安全工作規(guī)程》的規(guī)定，避免了事故發(fā)生。

1 故障情況

該新建110kV無(wú)人值班變電站主接線如圖1所示。10kV出線暫時(shí)無(wú)負(fù)荷，2臺(tái)主變空載運(yùn)行，即所有10kV出線和分段620斷路器、6201，6202刀閘，1號(hào)主變601和2號(hào)主變602真空斷路器處于冷備用。

圖1 110kV某變電站10kV側(cè)主接線示意

2007-09-06，對(duì)10kVⅠ段和Ⅱ段母線的電壓互感器(TV)之間進(jìn)行核相，合上601，602斷路器，以及6011，6014，6022和6024號(hào)刀閘(620號(hào)斷路器處于分段狀態(tài))，此時(shí)10kVⅡ段母線A，B，C三相相電壓分別為5.9kV，5.9kV，6kV。核相后，值班員在對(duì)10kVⅡ段母線進(jìn)行停電操作，斷開2號(hào)主變602斷路器，檢查斷路器機(jī)械指示處于分閘位置后，發(fā)現(xiàn)主控制室監(jiān)控機(jī)顯示10kVⅡ段母線A，B，C三相相電壓分別為5.4kV，4.5kV，4.5kV，線電壓Uab為0.9kV(監(jiān)控機(jī)只顯示Uab而不顯示Ubc，Uca)。核對(duì)10kVⅡ段母線TV柜上電壓表顯示三相相電壓一致，而線電壓Uab，Uca接近1kV，Ubc指示為0。再次檢查602和分段620斷路器機(jī)械指示顯示仍為分閘位置。于是初步判斷可能是10kVⅠ段母線電壓通過(guò)并聯(lián)母線TV感應(yīng)到Ⅱ段母線上。但是斷開601斷路器后，監(jiān)控機(jī)和10kVⅠ段母線TV柜上電壓表顯示Ⅰ段母線線電壓和相電壓全為0，而Ⅱ段母線的線電壓和相電壓沒(méi)有變化。因此，可以排除Ⅰ段母線電壓對(duì)II段母線的影響。

由于10kVⅡ段母線無(wú)負(fù)荷，直接斷開6024刀閘后，線電壓和相電壓全部消失。這說(shuō)明10kVⅡ段母線上存在電壓的原因是602真空斷路器存在故障，分閘后仍處于“導(dǎo)通”狀態(tài)，使2號(hào)主變低壓側(cè)電壓通過(guò)斷路器本體導(dǎo)電形成回路。

隨后，對(duì)602真空斷路器進(jìn)行試驗(yàn)檢查。首先用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量分閘狀態(tài)，動(dòng)靜觸頭間不導(dǎo)通，說(shuō)明斷路器已正常斷開。然后，用SI-5001型兆歐表2500V檔測(cè)602真空斷路器三相滅弧室斷口間絕緣電阻，測(cè)B、C兩相時(shí)，兆歐表處于滿量程100000+，加在滅弧室斷口上的實(shí)際電壓接近測(cè)試電壓2500V，因此可以判定斷路器B，C相滅弧室完好；測(cè)得A相滅弧室斷口絕緣電阻僅0.06MΩ，加在滅弧室斷口上的實(shí)際電壓為247V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于測(cè)試電壓2500V。為了排除滅弧室外殼表面受潮、臟污等因素影響，先用無(wú)水酒精擦洗，再采用屏蔽法進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果完全相同?？梢耘卸ˋ相滅弧室存在故障，且其動(dòng)靜觸頭已斷開。

其次，對(duì)斷路器三相分別進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。B，C兩相能通過(guò)42kV，1min的交流耐壓試驗(yàn)，可以判定斷路器B，C相滅弧室完好。而對(duì)A相進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電壓升至12kV時(shí)，真空滅弧室就發(fā)生擊穿，說(shuō)明A相滅弧室內(nèi)部存在故障。最后，用手輕輕拉動(dòng)其動(dòng)觸頭能自由滑動(dòng)，表明滅弧室已漏氣，室內(nèi)外壓力相同。因?yàn)橥旰玫臏缁∈覂?nèi)是負(fù)壓，手向外拉動(dòng)觸頭時(shí)不能自由滑動(dòng)，欲使其滑動(dòng)要用特別大的力。因此，可判斷A相滅弧室本身出現(xiàn)漏氣點(diǎn)，導(dǎo)致其內(nèi)部真空度消失，動(dòng)靜觸頭斷口間全靠空氣絕緣；由于其開距短，約為10mm，所以絕緣電阻值下降特別快。

2 10kVⅡ段母線帶電原因分析

真空斷路器A相滅弧室漏氣后，2號(hào)主變10kV側(cè)電壓通過(guò)斷路器動(dòng)、靜觸頭產(chǎn)生了靜電感應(yīng)電壓。在斷路器分閘后，動(dòng)觸頭處于帶電狀態(tài)，其周圍有強(qiáng)烈的磁場(chǎng)；靜觸頭對(duì)地呈絕緣狀態(tài)，相當(dāng)于對(duì)地存在分布電容。理想情況下，系統(tǒng)中性點(diǎn)對(duì)地電壓為0，所以動(dòng)觸頭對(duì)地存在一個(gè)電位差，其幅值等于相電壓U，即等于5.9kV。因靜觸頭對(duì)地絕緣，其絕緣電阻相當(dāng)高，那么靜觸頭與動(dòng)觸頭之間相當(dāng)于存在一個(gè)等效電容C1，靜觸頭對(duì)地之間也存在一個(gè)等效電容C2，如圖2所示。此時(shí)靜觸頭與地之間產(chǎn)生一個(gè)電位差UC2，這個(gè)電位差就是感應(yīng)電壓，幅值為：UC2=UC1/(C1+C2)。

圖2 等值電路示意

由于C2遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于C1，所以靜觸頭上感應(yīng)電壓UC2接近但小于動(dòng)觸頭上電壓5.9kV。

從上述分析可知，由于靜電感應(yīng)使滅弧室斷口兩側(cè)都存在電壓，相當(dāng)于斷路器未斷開，處于“導(dǎo)通”狀態(tài)，導(dǎo)致10kVⅡ段母線A相也有電壓，其值Ua等于靜電感應(yīng)電壓UC2，監(jiān)控機(jī)上顯示其值為5.4kV。由于10kVⅡ段母線所用TV一次繞組采用“四星形”接線方式，A相母線感應(yīng)電壓Ua會(huì)加在A相TV和零序TV的一次繞組串聯(lián)電路上。一般情況下，零序TV阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于A，B，C三相TV的阻抗值，所以零序TV一次繞組承擔(dān)較大部分電壓UN。從前面分析可知，真空斷路器B，C相已完全斷開，B，C相母線電壓就是零序TV上的電壓，即監(jiān)控機(jī)和Ⅱ段母線TV柜上電壓表顯示的相電壓Ub，Uc為 4.5kV，實(shí)際上就是零序TV電壓UN。因此，B，C相母線上電壓大小相等、相位相同，而A相與B，C相電壓大小不同但相位相同，所以Ⅱ段母線TV柜上電壓表顯示Uab、Uca接近1kV，而Ubc為0。

3 預(yù)防措施

在帶負(fù)荷倒閘操作時(shí)，如果真空斷路器發(fā)生滅弧室故障，容易導(dǎo)致傷亡事故，危害極大。因此，倒閘操作過(guò)程要嚴(yán)格執(zhí)行《電力安全工作規(guī)程》的規(guī)定：“電氣設(shè)備操作后的位置檢查應(yīng)以設(shè)備實(shí)際位置為準(zhǔn)，無(wú)法看到實(shí)際位置時(shí)，可通過(guò)設(shè)備機(jī)械位置指示、電氣指示、儀表及各種遙測(cè)、遙信信號(hào)的變化，且至少應(yīng)有2個(gè)及以上指示已同時(shí)發(fā)生對(duì)應(yīng)變化，才能確認(rèn)該設(shè)備已操作到位”。實(shí)際工作中，很多運(yùn)行人員不檢查遙測(cè)、遙信信號(hào)變化，只重視檢查機(jī)械位置指示是否分開和電流表指示是否有電流，誤以為只要這2個(gè)指示符合規(guī)程規(guī)定，沒(méi)有必要再檢查其他信號(hào)。如果真空斷路器在運(yùn)行人員檢查時(shí)發(fā)生爆炸，會(huì)嚴(yán)重危及人身安全，因此還應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

(1) 真空斷路器帶負(fù)荷分閘操作后，為避免滅弧室爆炸危及人身安全，必須先檢查監(jiān)控機(jī)系統(tǒng)上遙測(cè)信號(hào)顯示三相線路是否有電流。在確認(rèn)每相都無(wú)電流后，再到現(xiàn)場(chǎng)檢查斷路器本身分閘機(jī)械位置指示情況或斷路器柜上表計(jì)是否存在電流；如監(jiān)控機(jī)顯示任何一相存在電流，應(yīng)斷開對(duì)側(cè)斷路器或直接斷開上一級(jí)斷路器。

(2) 母線停電操作后，也必須先檢查監(jiān)控機(jī)顯示的母線相電壓、線電壓情況，再檢查TV柜上電壓表的相電壓、線電壓指示情況。

1 徐國(guó)政，張節(jié)容，錢家驪，等. 高壓斷路器原理和應(yīng)用. 北京:清華大學(xué)出版社，2000，10.

2 陳化鋼. 電力設(shè)備異常運(yùn)行及事故處理(第一版). 北京: 中國(guó)水利水電出版社，1999，01.