一起10kV環(huán)網(wǎng)柜短路故障原因分析

王海霞 林培玲

摘要：文章首先概述了一起10kV環(huán)網(wǎng)柜短路故障的經(jīng)過，通過外觀檢查、解體檢查、機(jī)構(gòu)檢查試驗(yàn)及壓力表試驗(yàn)分析了故障的原因，從而得出故障是由于箱內(nèi)氣壓不足，絕緣下降，造成帶電體與接地體之間放電并最終形成短路引起的。最后從管理角度和技術(shù)角度提出了具體的防范措施。

關(guān)鍵詞：環(huán)網(wǎng)柜;SF6氣體間隔;短路故障;原因分析

一、故障概述

10kV A線路2#環(huán)網(wǎng)柜，由2個(gè)SF6氣體間隔組成，每個(gè)氣體間隔有2個(gè)出線間隔，共計(jì)有4個(gè)出線間隔。

在執(zhí)行A線路配電第一種工作票工作后，啟動(dòng)送電的第一項(xiàng)：10kV A線2#環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線901線路由檢修轉(zhuǎn)冷備用（斷開10kV A線2#環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線9016接地刀閘），而后監(jiān)控機(jī)報(bào)：B變10kV B線路 635開關(guān)跳閘，過流Ⅰ段動(dòng)作，通知運(yùn)維站、配電工區(qū)現(xiàn)場檢查，暫停送電操作，先進(jìn)行巡查故障。

運(yùn)維站匯報(bào)：B變10kV B線635開關(guān)AC相動(dòng)作，過流Ⅰ段動(dòng)作，動(dòng)作電流為8322A，開關(guān)本體檢查無異常。

配電工區(qū)匯報(bào)：10kV B線04#甲桿B線分段K1158開關(guān)跳閘，10kV A線3#環(huán)網(wǎng)柜B線3#環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線901負(fù)荷開關(guān)故障指示器有亮，10kV A線3#環(huán)網(wǎng)柜A線-B線聯(lián)絡(luò)912負(fù)荷開關(guān)故障指示器有亮，10kV A線2#環(huán)網(wǎng)柜與10kV A線3#環(huán)網(wǎng)柜之間電纜有施工但是現(xiàn)場無外破跡象，要求試送B變10kV B線635開關(guān)。

遙控：B變10kV B線635開關(guān)由熱備用轉(zhuǎn)運(yùn)行，操作完畢，運(yùn)行正常。

配電工區(qū)匯報(bào)：現(xiàn)場要求隔離故障進(jìn)行分段試送，即令執(zhí)行：10kV A線3#環(huán)網(wǎng)柜A線3#環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線901負(fù)荷開關(guān)由運(yùn)行轉(zhuǎn)冷備用。

令配電工區(qū)：10kVB線04#甲桿B線分段K1158開關(guān)由熱備用轉(zhuǎn)運(yùn)行，開關(guān)試送成功。

配電搶修操作班匯報(bào)：現(xiàn)場巡視10kV A線A水廠宿舍1#公用變支路及10kV A線A水廠宿舍1#公用變本體未發(fā)現(xiàn)異常，申請隔離10kV A線2#環(huán)網(wǎng)柜A線2#環(huán)網(wǎng)柜分段902負(fù)荷開關(guān)后段線路。

令變電站10kV A線617開關(guān)由運(yùn)行轉(zhuǎn)熱備用。

令配電搶修操作班：10kV A線2#環(huán)網(wǎng)柜A線2#環(huán)網(wǎng)柜分段902負(fù)荷開關(guān)由運(yùn)行轉(zhuǎn)冷備用。

令配電搶修操作班：10kV A線2#環(huán)網(wǎng)柜A線2#環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線901負(fù)荷開關(guān)由冷備用轉(zhuǎn)運(yùn)行。

令山兜變10kV A線617開關(guān)由熱備用轉(zhuǎn)運(yùn)行，操作完畢，變電站10kV A線617開關(guān)跳閘，過流Ⅰ段動(dòng)作，通知運(yùn)維站至現(xiàn)場檢查開關(guān)狀態(tài)及二次保護(hù)動(dòng)作信息，通知配電搶修操作班對10kVA線再進(jìn)行巡視檢查。

配電搶修操作班匯報(bào)：現(xiàn)場檢查10kV A線2#環(huán)網(wǎng)柜下柜有爆炸聲響，并冒煙，SF6氣體已漏光，申請將10kV A線2#環(huán)網(wǎng)柜隔離，即令：10kV A線1#環(huán)網(wǎng)柜分段902負(fù)荷開關(guān)由運(yùn)行轉(zhuǎn)冷備用。

二、原因查找及分析判斷

（一）故障環(huán)網(wǎng)柜檢查試驗(yàn)情況

1.外觀檢查：正面左側(cè)氣箱壓力顯示為零，其背部可見鋼板已受壓呈外凸?fàn)睢?/p>

2.解體檢查：AC兩相觸頭有明顯燒灼痕跡，C相引弧線圈脫落，相間隔板受沖擊變形，但無爬電痕跡，箱內(nèi)SF6防爆膜已脫落，箱內(nèi)四周附著大量短路時(shí)噴濺的金屬離子粉末。

3. 機(jī)構(gòu)檢查試驗(yàn)：接地刀閘及負(fù)荷開關(guān)是相同操作機(jī)構(gòu)的三工位結(jié)構(gòu)，左側(cè)是接地刀閘的接地端，中間是接地刀閘及負(fù)荷開關(guān)共用的動(dòng)觸頭，右側(cè)是負(fù)荷開關(guān)的靜觸頭（母線），斷開接地刀閘時(shí)動(dòng)觸頭離負(fù)荷開關(guān)靜觸頭（母線）越近。但接地刀閘及負(fù)荷開關(guān)有各自的操作孔，此設(shè)計(jì)可避免誤操作。

接地刀閘及負(fù)荷開關(guān)分合操作均能正確指示及操作到位，機(jī)構(gòu)無卡澀或位置偏離現(xiàn)象。

4.壓力表試驗(yàn)：對故障氣箱壓力表進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，顯示狀態(tài)正常。

（二）原因分析

從外觀及解體檢查內(nèi)部故障現(xiàn)象分析，這起故障主要原因是由于箱內(nèi)SF6氣壓不足，進(jìn)行斷開進(jìn)線9016接地刀閘操作后，由于接地的動(dòng)觸頭與帶電的負(fù)荷開關(guān)靜觸頭（母線）之間的絕緣強(qiáng)度不足導(dǎo)致AC兩相首先擊穿，造成相間分別對地短路，引發(fā)第一次B變10kVB線635開關(guān)跳閘故障（與故障信號相吻合）。由于箱內(nèi)SF6氣體壓力不足整體絕緣強(qiáng)度下降，加之此時(shí)AC兩相發(fā)生拉弧短路，箱內(nèi)漂浮大量的導(dǎo)電金屬離子，SF6氣體絕緣強(qiáng)度進(jìn)一步下降，此后再向故障間隔送電時(shí)便會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷開關(guān)及母線等帶電部位與箱體等接地部位之間的放電并最終形成短路故障，爆炸產(chǎn)生的壓力將防爆膜沖開，這是引發(fā)第二次山兜變10kVA線617開關(guān)跳閘的原因。

三、結(jié)論及防范措施

綜上分析，故障的原因是由于箱內(nèi)氣壓不足，絕緣下降，造成帶電體與接地體之間放電并最終形成短路故障?；谝陨显?，從管理和技術(shù)方面采取以下防范措施：

1.梳理運(yùn)維操作規(guī)程及典型操作票，將檢查充氣設(shè)備氣壓情況作為巡視及操作前檢查項(xiàng)列入巡視作業(yè)卡及操作票內(nèi)，并嚴(yán)格執(zhí)行。

2.嚴(yán)格按規(guī)程及設(shè)備說明書要求操作，操作前應(yīng)認(rèn)真檢查設(shè)備情況，特別是檢查氣體壓力是否在正常范圍內(nèi)，如果壓力不足嚴(yán)禁帶電操作設(shè)備。

3.加強(qiáng)設(shè)備日常巡視維護(hù)，特別是氣體壓力檢查并記錄，對壓力在相隔兩個(gè)巡視周期呈明顯下降趨勢的，應(yīng)上報(bào)缺陷及時(shí)分析原因并組織處理。

4.加強(qiáng)操作人員、維護(hù)人員的技術(shù)培訓(xùn)，了解設(shè)備結(jié)構(gòu)及各部件功能，掌握設(shè)備在特殊狀態(tài)下操作可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)后果。

5.班組應(yīng)及時(shí)收集并建立健全設(shè)備資料檔案，做到隨時(shí)能了解設(shè)備相關(guān)信息。

6.加強(qiáng)環(huán)網(wǎng)柜施工工藝質(zhì)量驗(yàn)收，特別是電纜T型連接頭安裝是否到位，半導(dǎo)體層表面是否清潔，電纜是否可靠固定，防止運(yùn)行中電纜接頭爬電甚至燒毀。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜嚴(yán)行.配電網(wǎng)母線電壓異常現(xiàn)象分析及處理方法探討[J].供用電，2017（1）：42-45.

[2]杜嚴(yán)行，韓博區(qū).配電環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行事故分析及引發(fā)的思考.電工技術(shù)，2018（9）：01-10：1.

[3]馬永福.淺談10kV高壓開關(guān)柜的檢修維護(hù)[J].機(jī)電信息，2013（9）：72-73.