由一起开关柜端子窜电事件引发的思考

陈东君

（广东粤电长湖发电有限责任公司，广东 英德 513021）

由一起开关柜端子窜电事件引发的思考

陈东君

（广东粤电长湖发电有限责任公司，广东 英德 513021）

就35 kV 31T变压器保护“跳位”灯异常，直流系统负母绝缘下降问题进行故障分析、原因查找，最终确认故障原因为31T高压侧301开关柜端子窜电，并与端子固定铜排形成高阻接地。对保护“跳位”、“合位”灯及开关柜相关问题进行思考。

端子窜电；绝缘下降；监视回路；开关柜；思考

2016年3月份，我厂对厂用电备用电源变压器保护，即35 kV31 T变压器保护进行改造。在保护改造过程中，遇到一些问题，作者对此进行了故障查找，并顺利解决。由此引发对于保护“跳位”、“合位”指示灯异常及现场开关柜等方面的一些思考。

1 故障出现及解决

新改造35 kV31 T变压器保护为国电南京自动化股份有限公司PST693U微机型保护测控装置。31T高压侧开关为35 kV南长线301开关。我厂使用直流系统电压为220 V。操作回路如图1所示。

图1 31T变压器保护操作回路原理图

1.1 故障出现

在保护调试结束，进行301开关传动前，合上操作电源小空开，并在保护盘柜前遥合301开关后，发现31 T变压器保护装置面板上“合位”灯与“跳位”灯同时点亮，并在1～2 min后“跳位”灯熄灭。用万用表测量保护合闸回路出口电位由+44 V慢慢上升至+110 V，同时发现直流馈电屏正负母电压不平衡，正母电压110 V，负母电压125 V，负母对地绝缘下降，出现高阻接地的现象。

1.2 接地故障查找

直流系统绝缘监测装置的直观反映，为合闸回路接地造成TWJ达到动作电压，因对分合闸电缆进行过绝缘遥测，且停电期间下雨，空气潮湿，开关柜端子箱在此期间有打开过，几乎可以判断为301开关柜某处绝缘下降造成非金属性接地。在查找故障点的当天下午，气温下降，空气已经干燥起来，接地现象接近消失，正负母电压差在2 V以内。甩开保护装置至301开关柜控制电缆后，正负母电压恢复平衡，高阻接地现象消失。

1.3 负电源端查找

从接地现场查找接地点陷入僵局，且“跳位”灯点亮的情况仍然存在，于是，考虑另外一种造成合闸出口电压下降的可能——负电。如图1所示，当一端有+110 V电压，另一端有任意数值的负电压，那么回路中肯定会有一点对地电位为+44 V。

那么负电从哪里来？分析有以下5种可能，并就5种可能分别排查。

（1）保护装置内部

短接如图1所示的25X57与25X61，直接将正负电加在TWJ上，“跳位”指示灯亮，断开，“跳位”指示灯灭，不存在延迟熄灭的现象，保护装置内部问题引入负电至合闸监视回路可能性排除。

（2）保护盘柜接线

检查保护盘柜内部接线、外部接线，均没有问题，且甩开控制电缆后各点电位正常，保护盘柜接线问题引入负电至合闸监视回路可能性排除。

（3）电缆窜电

对控制电缆再次进行绝缘遥测，单支线对地，两单支线之间，均正常，电缆支线间窜电问题引入负电至合闸监视回路可能性排除。

（4）301开关辅助接点没断开

实际上这个可能性很低，若301开关辅助接点没断开，“跳位”灯会长亮，不会点亮后又熄灭，为了可靠，对301开关辅助接点进行检查，确认已断开，301开关辅助接点没断开问题引入负电至合闸监视回路可能性排除。

（5）开关柜接线

因该次改造控制电缆没有更换，301开关柜接线并未变动，为了可靠，还是对开关柜接线进行了核查，并测量分合闸回路各点电位，发现异常。

1.4 窜电位置查找

在保护装置解开操作回路至开关柜的正电、负电、合闸3根单支线的前提下，如图2所示，解开X5-861与X5-812端子接线后，合闸线圈Y9两侧端子 X6-952与 X6-953仍然带电！解开端子X6-953上的所有接线，端子X6-953仍然带电！解开开关柜操作回路跳闸单支线，端子带电情况消失。说明空端子带电的来源是操作回路跳闸单支线，且通过端子窜电。

图2 301开关分/合闸控制原理图

1.5 分析端子问题

拆下X6端子排，发现X6-949至X6-959端子都存在不同程度的锈蚀，仔细检查单个端子，发现端子接线柱附近绝缘材料开裂，相邻端子接线柱锈蚀产生的铜绿贯穿绝缘材料，相邻端子通过铜绿接通，至此，确认端子窜电位置。

检查固定端子排的铜排，发现铜排也锈蚀严重。之前负母对地绝缘下降情况，应为端子绝缘性能下降，潮湿天气时，端子与铜排之间形成高阻接地的现象。

1.6 更换新端子排及端子后恢复正常

更换X6端子排及固定铜排，摇测绝缘正常后，重新进行接线，故障现象消失，回路各点电位正常。

2 关于保护“跳位”、“合位”灯的思考

这是一起因开关柜端子绝缘下降造成回路窜电，引起的操作回路异常事件，也再次证明监视回路的重要性。通过TWJ、HWJ来监视合闸回路与跳闸回路，判断操作回路断线、回路电压异常等问题，及时发现隐性故障。

开关跳位时，若“跳位”灯异常，除该灯本身故障外，其他可能的原因包括各种闭锁：其他开关、刀闸的闭锁、本开关辅助接点闭锁、储能接点闭锁、现地/远方旋钮闭锁等，TWJ故障，合闸线圈故障，操作电源不正常，接线松动及保护操作箱或操作板问题，一般都伴随着“操作回路断线”信号。若“合位”灯异常，可能的原因包括HWJ故障，回路窜电等。

开关合位时，若“合位”灯异常，除该灯本身故障外，其他可能的原因包括各种闭锁：开关辅助接点闭锁、现地/远方旋钮闭锁等，HWJ故障，跳闸线圈故障，操作电源不正常，接线松动及保护操作箱或操作板问题，一般都伴随“操作回路断线”信号。若“跳位”灯异常，可能的原因包括TWJ问题，回路窜电等。

了解“跳位”、“合位”灯异常现象背后可能存在的原因，有助于快速找出异常点，排除异常现象。

3 关于现场开关柜相关问题的思考

本次异常事件主要是开关柜端子窜电造成的，根据开关柜接线情况，觉得可以从以下几个方面改进：

（1）厂家内部配线，出现很多端子的一个端口接两根线的情况，这样加大了端子绝缘材料的负担，为端子绝缘材料开裂的原因之一。应尽量避免端子的一个端口接两根线的情况，尽可能优化端子接线，如必须两根线接一个端口也要两根线压在一个接线头里接入端子。

（2）开关柜端子箱的合闸回路与跳闸回路在端子排上的布置应适当隔开，至少间隔一个端子。

（3）保证开关柜端子箱运行环境干燥，可以考虑加装加热除湿装置，防止运行环境不好，潮湿天气时，因开关柜内端子或元器件绝缘下降造成直流系统绝缘下降的问题。

（4）做好开关柜端子箱的防尘、除尘工作，防止潮湿环境时，因积尘导致端子窜电，甚至短路。

[1]国电南京自动化股份有限公司.GPS690U线路及变压器保护测控屏电气设计文件[Z]，2014.

[2]上海平高高压开关有限公司.南长线35 kV GIS变电站二次图[Z]，2008.

TV738

B

1672-5387（2017）08-0066-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.08.019

2017-03-30

陈东君（1988-），女，助理工程师，从事电厂电气检修工作。