萬濤 楊棟 張媛媛 劉婭

摘 要：高壓開關(guān)柜是使用極廣、數(shù)量最多的開關(guān)設(shè)備。在諸多性質(zhì)的開關(guān)柜事故中，絕緣事故造成的后果也很嚴(yán)重，而且往往1臺(tái)開關(guān)柜出事故，殃及鄰柜的現(xiàn)象更為突出。而10 kV配電線路在實(shí)際運(yùn)行中，在大風(fēng)和雪等惡劣天氣條件下，特別是在雨季經(jīng)常發(fā)生單相接地故障。發(fā)生單相接地后，故障相對(duì)地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高，但線電壓卻依然對(duì)稱，因而不影響對(duì)用戶的連續(xù)供電，系統(tǒng)可運(yùn)行1～2h，但是，若發(fā)生單相接地故障后電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，勢(shì)必會(huì)引起擊穿、短路或危及其他電氣設(shè)備，形成嚴(yán)重事故。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜；故障；預(yù)控措施

1 事故介紹

1.1 故障設(shè)備基本情況

2015年4月24日01：25至4月25日23：15后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)多次報(bào)出10kV部分出線及10kV母線接地報(bào)警及“接地恢復(fù)”報(bào)警。23：15：57供3過流I段動(dòng)作跳閘后重合成功，30s后過流I段再次動(dòng)作跳閘。23：16：18輔助信號(hào)報(bào)煙感報(bào)警。23：23：28 #1、#2主變低后備復(fù)壓過流I段動(dòng)作，跳開100、101，故障電流10768A。

4月26日0：52：40 #2主變復(fù)壓過流Ⅱ段動(dòng)作出口跳開102開關(guān)故障電流15040A。

事故造成10kV母線失壓，供3開關(guān)柜爆炸，柜內(nèi)所有設(shè)備被燒毀，供4保護(hù)被燒毀，102開關(guān)觸頭盒、斷路器燒損，東母所有出線保護(hù)的采樣插件均受到損傷。

1.2 事故現(xiàn)場(chǎng)檢查

供3、100、101、102開關(guān)斷開，供3開關(guān)柜及保護(hù)裝置、供4保護(hù)裝置被燒壞，102開關(guān)A相觸頭盒燒毀，手車三相觸頭均受損。

發(fā)生事故供3開關(guān)柜為 GZS1-12型，開關(guān)型號(hào)ZN28-10，搭配CT-10操作機(jī)構(gòu)，2001年1月投運(yùn)至今。

1.3 事故原因分析

1.3.1 結(jié)合該運(yùn)行情況進(jìn)分析，在4月24日01：25至4月25日23：15后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)多次報(bào)出10kV部分出線及10kV母線接地報(bào)警及“接地恢復(fù)”報(bào)警。對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行分析，由于樹木在大風(fēng)作用下在帶電的導(dǎo)線上不斷地來回接觸和斷開（自由振蕩），間歇性地對(duì)導(dǎo)線形成放電，在接地點(diǎn)出現(xiàn)瞬燃瞬熄的電弧放電，造成母線三相電壓瞬高瞬低，因此在電壓互感器開口三角處感應(yīng)出來的零序電壓也時(shí)高時(shí)低，一旦達(dá)到電壓繼電器整定值，繼電器就會(huì)動(dòng)作并發(fā)出接地信號(hào)，（也就在4.24日至25日多次報(bào)出接地的原因）此時(shí)故障性質(zhì)為A/B/C任意一相間歇性接地。風(fēng)停止后樹木搭接在導(dǎo)線上，造成供4A/B/C任意一相非金屬性永久接地。如不及時(shí)處理，接地點(diǎn)電弧間歇性地熄滅與重燃，必然產(chǎn)生弧光過電壓，弧光過電壓一般為2.5～3.0倍相電壓甚至更高，在這樣高的過電壓持續(xù)作用下，如果網(wǎng)絡(luò)中存在絕緣弱點(diǎn)，勢(shì)必造成電氣設(shè)備內(nèi)絕緣的積累性損傷，特別是在健全相，如供3的外絕緣薄弱點(diǎn)造成對(duì)地?fù)舸┻M(jìn)而引發(fā)成相間短路的重大事故。

1.3.2 對(duì)電纜接頭爆炸引發(fā)電纜火災(zāi)的分析。發(fā)現(xiàn)引起電纜接頭爆炸的因素有兩方面，制作工藝差和長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行。這兩方面因素都會(huì)導(dǎo)致電纜接頭爆炸，進(jìn)而引起電纜火災(zāi)。供3電纜現(xiàn)為雙根3*240鋁芯電纜，單根電纜載流量為350A，2001年運(yùn)行時(shí)為單根電纜，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，負(fù)荷增長(zhǎng)單根電纜已不滿足運(yùn)行需求，曾經(jīng)出現(xiàn)過負(fù)荷現(xiàn)象。2005年后增加為雙根電纜運(yùn)行至今。

1.3.3 對(duì)電纜護(hù)層懸浮電壓過高而引起的電纜火災(zāi)分析。引起電纜護(hù)層懸浮電壓過高的第一方面因素是接地系統(tǒng)被破壞，接地系統(tǒng)一旦遭到破壞，護(hù)層的懸浮電壓必將升高，護(hù)層擊穿產(chǎn)生的電弧會(huì)導(dǎo)致電纜起火。引起護(hù)層懸浮電壓高的第二方面因素是接地系統(tǒng)安裝錯(cuò)誤，與接地系統(tǒng)被破壞一樣會(huì)導(dǎo)致電纜護(hù)層懸浮電壓升高，擊穿的電弧引燃電纜。

1.3.4 對(duì)電纜絕緣擊穿引發(fā)電纜火災(zāi)的分析。電纜的絕緣擊穿有兩方面因素造成： 一是電纜絕緣的老化；二是電纜受損。由于該變電站因敷設(shè)低壓電力電纜的電纜溝環(huán)境惡劣，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)電纜溝進(jìn)水的現(xiàn)象，致使開關(guān)柜內(nèi)濕度過大，產(chǎn)生凝露，在干燥的時(shí)候絕緣表面雖有污穢但電阻很高，不會(huì)發(fā)生污閃，在受潮后污穢層電介質(zhì)逐漸分解并在絕緣表面形成一層薄薄的導(dǎo)電液膜，使電氣設(shè)備的的絕緣強(qiáng)度大大下降。

1.3.5 對(duì)重合閘操作引發(fā)電纜火災(zāi)的分析。一般情況下電纜發(fā)生故障后是不能自行恢復(fù)的，所以根據(jù)規(guī)定純電纜線路不允許重合閘。但現(xiàn)在大部分變電站采用了電纜出線至室外構(gòu)架與電力線路相連接的方式，如果電纜線路配置了重合閘裝置，一旦電纜線路發(fā)生故障，會(huì)加大電纜短路產(chǎn)生電弧，致使電纜起火的概率增加。

2 總結(jié)及預(yù)控措施

這是一起因配電線路單相接地運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)引起的外絕緣薄弱點(diǎn)而引起的事故，為避免同類事故的發(fā)生，我們認(rèn)為有必要采取以下措施進(jìn)行預(yù)防。

2.1 提高電纜接頭制作工藝，降低接頭的故障率。同時(shí)要做好線路的負(fù)荷監(jiān)測(cè)，防止電纜長(zhǎng)期過負(fù)荷而引起電纜接頭發(fā)熱。

2.2 要避免運(yùn)行電纜的過負(fù)荷運(yùn)行，以防引起電纜嚴(yán)重發(fā)熱。對(duì)電纜線路重點(diǎn)區(qū)域及有施工作業(yè)的區(qū)段做好監(jiān)護(hù)工作，防止電纜因其他外部情況造成絕緣損傷。

2.3 對(duì)于通往主控室、電纜夾層及電纜穿越墻壁、樓板，進(jìn)出開關(guān)柜、控制室、保護(hù)盤等孔洞，應(yīng)用防火堵料填塞結(jié)實(shí)并封死；在擴(kuò)建工程中，對(duì)打開的電纜孔洞要及時(shí)恢復(fù)封堵。

2.4 結(jié)合設(shè)備停電對(duì)已有的和新建的10kV電纜進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，沒有進(jìn)行的一律不允許送電。

2.5 加強(qiáng)開關(guān)柜內(nèi)運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，如關(guān)鍵部位加裝測(cè)溫布點(diǎn)（具有遠(yuǎn)傳功能）、高壓室加裝通風(fēng)裝置或空調(diào)。

2.6 加強(qiáng)與調(diào)度監(jiān)控部門的溝通，遇到電網(wǎng)出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)反應(yīng)。