一起35kV开关柜短路故障原因分析及应对措施

2018-01-10郭强

海峡科技与产业 2017年11期

关键词：开关柜电弧三相

郭强

国网乐山供电公司四川乐山 614000

一起35kV开关柜短路故障原因分析及应对措施

郭强

国网乐山供电公司四川乐山 614000

针对某变电站发生的一起35kV开关柜短路故障，简述了现场故障情况、故障设备检查及故障处理过程。深入分析了故障发生的原因，并提出了相应的应对措施，为防范类似故障的发生提供参考。

无人机；自主；智能

0 引言

35kV高压开关柜是电力系统的重要设备之一，其运行工况的好坏对电力系统的供电可靠性有着重大影响[1]。近年来，随着35kV开关柜广泛应用于变电站内，由于各种原因造成内部短路故障时有发生，严重威胁着电网的安全运行，已引起业界的广泛关注[2-4]。通过对某110kV变电站发生的一起35kV开关柜内部短路故障的原因进行深入分析，继而根据故障原因提出相应的应对措施，对于防范35kV开关柜类似故障的发生具有重要的意义[5]。

图1 35kV故障开关柜烧损情况

1 故障情况

1.1 故障设备概况

某110kV变电站有1台三绕组变压器（2号主变）单主变运行，三个绕组电压等级分别为110kV、35kV及10kV。其中，主变35kV侧通过502开关与35kVⅡ段母线相连，35kVⅠ、Ⅱ段母线通过母分530开关单母线分段运行。35kVⅠ段母线送出511、512及513三回出线，Ⅱ段母线送出514、515两回出线。

1.2 现场故障情况

根据现场保护装置报文记录，故障情况如下：13时43分48.1755秒，35kV 512开关间隔出现A相单相接地故障；13时43分50.8815秒，故障发展为三相短路，单相接地故障持续时间为2706ms；13时43分52.6250秒，2号主变中后备保护动作，复压过流Ⅱ段动作跳开502开关，切除35kV故障设备，三相短路故障持续时间为1759ms。经查询该站保护定值单得知，复压闭锁过流Ⅱ段1时限整定时间为1.7s ，可知复压过流保护动作正确。经查502开关电流互感器变比为1200/5，保护装置测得三相短路电流为21.695A，可得三相短路故障所产生的最大电流为：

21.695 ×1200/5=5206.8A

故障现场可见，发生短路故障的35kV512出线间隔开关柜严重烧损，相邻的511、513间隔也出现不同程度的烧损，如图1所示。

1.3 故障处理情况

故障抢修人员到达故障现场后，首先办理了事故抢修单，待运维人员许可后立即开展抢修工作；经抢修人员完成对受损设备检查后，初步掌握了设备受损情况，制定了相应的抢修方案。一方面，对2号主变、35kV母线及母线桥、10kV母线及母线桥进行故障后诊断试验，同时拆除主变35kV侧与35kV母线桥联接母排；另一方面，断开35kV开关柜所有出线的线路隔离开关或负荷开关，防止线路侧来电，从而隔离35kV侧所有开关柜设备。

经试验人员完成全部诊断试验后，试验结果显示主变本体试验数据正常、10kV母线及母线桥绝缘正常，仅35kV母线及母线桥绝缘不合格，故主变及10kV设备具备投运条件。待抢修人员进一步完成二次设备检查合格后，相继恢复了主变及10kV开关柜供电。

2 故障原因分析

2.1 触头接触不良

经现场仔细查看故障间隔残骸，发现故障开关柜内开关A相下部动触头烧损最为严重，触指已完全烧毁、动触头烧断，而B、C两相上、下动触头与触指均完好，且发现B、C两相动触头具有明显的电弧放电孔，分别如图2至图4所示。

观察图2可知，故障开关三相烧损程度不同。即A相首先出现单相接地故障，A相单相接地弧光波及B、C两相，从而引起三相短路。A相故障电流持续时间最长，烧损最为严重；从图3、图4中可观察出B相灼烧程度明显大于C相，即越靠近A相，电弧灼烧程度越大，也进一步证明了三相短路故障是由A相接地故障引起的。

2.2 开关柜内受潮

因故障开关柜已全部烧损，无法查看柜体内部受潮情况。经查看相邻的511、513两个开关柜，静触头上下绝缘筒正下部均发现明显的放电痕迹，如图5所示。由图5可知，柜内存在凝露受潮情况。即柜体内部受潮后，在静触头绝缘筒的表面形成大量凝露，由于重力作用，绝缘筒表面的凝露向下汇聚到正下方，最终在该处形成放电点。因该站位于山区山顶上，昼夜温差大、空气湿度大，易在设备表面形成凝露，一定程度上加剧了开关柜绝缘劣化的趋势，加速了短路故障的形成。