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一起10kV环网柜短路故障原因分析

作者:未知

  摘要:文章首先概述了一起10kV环网柜短路故障的经过,通过外观检查、解体检查、机构检查试验及压力表试验分析了故障的原因,从而得出故障是由于箱内气压不足,绝缘下降,造成带电体与接地体之间放电并最终形成短路引起的。最后从管理角度和技术角度提出了具体的防范措施。
  关键词:环网柜;SF6气体间隔;短路故障;原因分析
  一、故障概述
  10kV A线路2#环网柜,由2个SF6气体间隔组成,每个气体间隔有2个出线间隔,共计有4个出线间隔。
  在执行A线路配电第一种工作票工作后,启动送电的第一项:10kV A线2#环网柜进线901线路由检修转冷备用(断开10kV A线2#环网柜进线9016接地刀闸),而后监控机报:B变10kV B线路 635开关跳闸,过流Ⅰ段动作,通知运维站、配电工区现场检查,暂停送电操作,先进行巡查故障。
  运维站汇报:B变10kV B线635开关AC相动作,过流Ⅰ段动作,动作电流为8322A,开关本体检查无异常。
  配电工区汇报:10kV B线04#甲杆B线分段K1158开关跳闸,10kV A线3#环网柜B线3#环网柜进线901负荷开关故障指示器有亮,10kV A线3#环网柜A线-B线联络912负荷开关故障指示器有亮,10kV A线2#环网柜与10kV A线3#环网柜之间电缆有施工但是现场无外破迹象,要求试送B变10kV B线635开关。
  遥控:B变10kV B线635开关由热备用转运行,操作完毕,运行正常。
  配电工区汇报:现场要求隔离故障进行分段试送,即令执行:10kV A线3#环网柜A线3#环网柜进线901负荷开关由运行转冷备用。
  令配电工区:10kVB线04#甲杆B线分段K1158开关由热备用转运行,开关试送成功。
  配电抢修操作班汇报:现场巡视10kV A線A水厂宿舍1#公用变支路及10kV A线A水厂宿舍1#公用变本体未发现异常,申请隔离10kV A线2#环网柜A线2#环网柜分段902负荷开关后段线路。
  令变电站10kV A线617开关由运行转热备用。
  令配电抢修操作班:10kV A线2#环网柜A线2#环网柜分段902负荷开关由运行转冷备用。
  令配电抢修操作班:10kV A线2#环网柜A线2#环网柜进线901负荷开关由冷备用转运行。
  令山兜变10kV A线617开关由热备用转运行,操作完毕,变电站10kV A线617开关跳闸,过流Ⅰ段动作,通知运维站至现场检查开关状态及二次保护动作信息,通知配电抢修操作班对10kVA线再进行巡视检查。
  配电抢修操作班汇报:现场检查10kV A线2#环网柜下柜有爆炸声响,并冒烟,SF6气体已漏光,申请将10kV A线2#环网柜隔离,即令:10kV A线1#环网柜分段902负荷开关由运行转冷备用。
  二、原因查找及分析判断
  (一)故障环网柜检查试验情况
  1.外观检查:正面左侧气箱压力显示为零,其背部可见钢板已受压呈外凸状。
  2.解体检查:AC两相触头有明显烧灼痕迹,C相引弧线圈脱落,相间隔板受冲击变形,但无爬电痕迹,箱内SF6防爆膜已脱落,箱内四周附着大量短路时喷溅的金属离子粉末。
  3. 机构检查试验:接地刀闸及负荷开关是相同操作机构的三工位结构,左侧是接地刀闸的接地端,中间是接地刀闸及负荷开关共用的动触头,右侧是负荷开关的静触头(母线),断开接地刀闸时动触头离负荷开关静触头(母线)越近。但接地刀闸及负荷开关有各自的操作孔,此设计可避免误操作。
  接地刀闸及负荷开关分合操作均能正确指示及操作到位,机构无卡涩或位置偏离现象。
  4.压力表试验:对故障气箱压力表进行现场试验,显示状态正常。
  (二)原因分析
  从外观及解体检查内部故障现象分析,这起故障主要原因是由于箱内SF6气压不足,进行断开进线9016接地刀闸操作后,由于接地的动触头与带电的负荷开关静触头(母线)之间的绝缘强度不足导致AC两相首先击穿,造成相间分别对地短路,引发第一次B变10kVB线635开关跳闸故障(与故障信号相吻合)。由于箱内SF6气体压力不足整体绝缘强度下降,加之此时AC两相发生拉弧短路,箱内漂浮大量的导电金属离子,SF6气体绝缘强度进一步下降,此后再向故障间隔送电时便会导致负荷开关及母线等带电部位与箱体等接地部位之间的放电并最终形成短路故障,爆炸产生的压力将防爆膜冲开,这是引发第二次山兜变10kVA线617开关跳闸的原因。
  三、结论及防范措施
  综上分析,故障的原因是由于箱内气压不足,绝缘下降,造成带电体与接地体之间放电并最终形成短路故障。基于以上原因,从管理和技术方面采取以下防范措施:
  1.梳理运维操作规程及典型操作票,将检查充气设备气压情况作为巡视及操作前检查项列入巡视作业卡及操作票内,并严格执行。
  2.严格按规程及设备说明书要求操作,操作前应认真检查设备情况,特别是检查气体压力是否在正常范围内,如果压力不足严禁带电操作设备。
  3.加强设备日常巡视维护,特别是气体压力检查并记录,对压力在相隔两个巡视周期呈明显下降趋势的,应上报缺陷及时分析原因并组织处理。
  4.加强操作人员、维护人员的技术培训,了解设备结构及各部件功能,掌握设备在特殊状态下操作可能产生的危险后果。
  5.班组应及时收集并建立健全设备资料档案,做到随时能了解设备相关信息。
  6.加强环网柜施工工艺质量验收,特别是电缆T型连接头安装是否到位,半导体层表面是否清洁,电缆是否可靠固定,防止运行中电缆接头爬电甚至烧毁。
  参考文献:
  [1]杜严行.配电网母线电压异常现象分析及处理方法探讨[J].供用电,2017(1):42-45.
  [2]杜严行,韩博区.配电环网柜运行事故分析及引发的思考.电工技术,2018(9):01-10:1.
  [3]马永福.浅谈10kV高压开关柜的检修维护[J].机电信息,2013(9):72-73.
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