一起直流接地引起的断路器跳闸事件分析

胡春林

摘 要：2014-10，500 kV达州变电站发生了一起因C相开关机构箱内SF6低气压闭锁继电器信号及跳闸闭锁接点间绝缘降低所致的信号直流正电窜入控制直流，造成2号主变5033开关跳闸的事件。

关键词：直流接地；断路器跳闸；控制电流；故障查找

中图分类号：TM561 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.092

事件发生前，500 kV达州变电站所有设备按标准运行方式运行。站内无检修预试工作， 5033开关跳闸未造成负荷损失，导致2号主变高压侧5032单开关运行，降低了2号主变运行可靠性，如图1所示。

图1 500 kV达州变电站故障

1 跳闸简要情况及原因分析

2014-10-08T19：02—19：53，达州站后台发现全站公用直流屏1号、2号主馈线柜直流接地信号和复归信号。巡视发现，Ⅰ段直流正接地发生在500 kV5031、5032、5033开关测控屏回路，Ⅱ段直流负接地发生在5033断路器保护屏回路上。为了避免出现直流两点接地造成开关误动或拒动，对500 kV5031、5032、5033开关测控屏回路进行拉路查找，20：01，当拉开直流分屏上5031、5032、5033开关测控屏总电源空开时，5033开关跳闸，两段直流接地信号均复归。

1.1 故障查找和处置过程

5033开关保护装置电源取自II段直流馈线屏，5031、5032、5033开关测控装置取自I、II段直流馈线屏经切换后的电源，在I、II段直流空开均投入的情况下，直流切换装置默认为I段直流供电，在I段直流失电后，切换装置自动切换至II段直流。5031、5032、5033开关测控直流回路原理图如图2所示。

现场检查发现，5033开关C相第二组跳闸回路和信号回路对地绝缘低（小于5 MΩ）。合上第二组操作电源后，检查发现5033开关C相信号回路带有正电，且在110 V左右（5033测控电源空开已拉开），可以确定5033开关第二组操作电源已窜入到5033开关信号电源回路中。

对5033开关机构内跳闸回路进行分析，第二组跳闸回路中串接有“远方/就地”切换开关、SF6闭锁继电器和BG1辅助接点，解开以上三个元件在机构端子排上的接线，分别对地摇绝缘，发现闭锁继电器K10外部接线（11、24）对地绝缘在5 MΩ以下，说明K10继电器及其上下两端至端子排的接线存在绝缘降低的问题。经检查发现，K10继电器底座上中间螺丝处有润滑剂，且底座上有明显的裂痕，将K10继电器拨出后，操作回路与信号回路之间的绝缘恢复，插上K10继电器后，操作回路与信号回路之间的短接现象再次出现（现场反复试验3次，情况相同）。由此可以断定K10继电器或其底座内确实存在操作回路与信号回路短路的现象。

将K10继电器拆下，对其3组接点进行测量，并对3组接点之间进行绝缘检查，发现继电器内的3组接点之间绝缘均正常，排除继电器本身故障的原因。拆开K10底座进行检查，并对各接线座进行绝缘检查，发现底座上接线端11与接线端21之间绝缘下降到1 MΩ以下，继续拆解底座接线连接片，发现底座内部信号回路用的接点（21、24）与操作回路用的接点（11、12）内有污点，但并非灼伤和烧蚀的痕迹。第二组操作回路与信号回路在K10内的联系图如图3所示。

图3 第二组操作回路与信号回路在K10内的联系图

K10继电器底座有裂纹，且信号回路用的接点与操作回路用的接点之间有污染物存在，11与21之间的绝缘几乎为零。由此可以确定，K10底座内（11、12）与（21、24）两组接点的绝缘低，导致5033开关信号回路的直流窜入第二组跳闸回路，是5033断路器分闸的原因。

更换同型号K10继电器，并对回路绝缘进行检查，分别合上信号电源、第一组操作电源、第二组操作电源，并测量回路电压，测试结果正常。对开关进行了分合闸试验，结果正常。

1.2 跳闸原因分析

运行人员在发现直流I段有正接地、II段有负接地现象时，对系统进行拉路操作。在拉开51小室直流I段馈线屏上“5031、5032、5033开关测控柜电源I”总空开后，测控装置上的电源自动转换地自动将信号电源由Ⅰ段直流切至II段直流上，导致5033开关II段上的信号直流正极窜入II段上的操作回路，使跳圈动作跳闸。

5033开关C相机构内闭锁继电器K10底座有污点和破裂现象，且在运行中，底座上面还有大块的润滑剂与底座后挡板粘连，导致K10上通过的信号回路与操作回路有导通，同时存在接地现象。如图4所示，在5033开关处于合位时，机构内的操作回路均带负电，此时回路上的接地均报负接地，而此操作回路为II段直流提供，所以报II段直流负接地，而信号回路由I段直流供电。当接点24与接点12之间因绝缘降低发生间歇性短接，此时信号回路的接地应为正接地，所以报I段直流正接地。

图4 5033开关C相机构内闭锁继电器K10底座的接地和导通现象

5033开关跳闸原因为直流II段的信号回路正电通过K10继电器中的信号，与跳闸接点窜入到5033开关第二组跳闸回路，5033开关C相跳闸后由机构内不一致继电器动作后，再三相跳闸。

跳闸后，K10继电器中的跳闸回路应不带电，所以直流II段接地应复归，而信号回路仍然带电，如果接地点仍然存在，

则信号回路应报直流正接地，但通过分析前期监控信息可以看

出，两段直流接地并非稳定的金属性接地，而是间歇性接地，也可能存在因跳闸时开关震动，使接点对地阻值发生变化，而使接地点消失的现象。

2 防范措施

开展隐患排查，对所有同型号的断路器机构进行排查，检查其他继电器是否同样存在底座破裂的情况，并在机构箱内K10、K9等继电器上加装挡板，以防此类情况再次发生。

优化K10继电器的接线方式。从本次跳闸可以看出，K10继电器操作回路使用的是11、12接点，信号回路使用的是21、22接点，两对接点相距较近，如果将信号接点改用31、32接点，则信号与操作两组接点之间距离增大，则发生两组使用中的接点短接的概率就大大减小，避免事故的发生。

明确直流接地故障查找的基本原则、方法、主要危险点，明确请示汇报的流程，并开展现场培训，提高运行人员的处置技能。

〔编辑：王霞〕

Analysis of a Tripping Event of Circuit Breaker Caused by DC Grounding

Hu Chunlin

Abstract： 2014-10， 500 kV reached state substation occurred because the C phase switch mechanism box SF6 low pressure latching relay signal and tripping closedown contact between insulation to reduce induced by DC signal positive fleeing into the control of DC， resulting in 5033 switch of No.2 main transformer tripping event.

Key words： DC grounding； circuit breaker tripping； control current； fault finding

文章编号：2095-6835（2015）19-0093-02