一起开关柜柜内线路电压互感器引发故障的分析

洪卫东

（国网福建省电力有限公司泉州供电公司）

0 引言

近些年随着我国电力事业发展， 人们对于供电安全可靠性的要求有了更进一步的提升， 在此背景环境下， 妥善保障好电力系统运行， 着力管控好电力实践工作中各环节的风险隐患， 成为了电力单位亟待加强的方面。根据现阶段电力实践工作情况来看， 由于开关柜柜内线路电压互感器问题所导致的相关故障事故屡见不鲜， 对此， 电力单位需要给予更多的关注以及投入， 不断健全完善相应的故障应对方案。在电力实践工作中， 某开关柜电缆室发生了放电故障， 此次故障案例具有一定的典型性， 本文也将对此开展系统的分析研究。

1 事故概况

1.1 背景分析

本次分析研究的故障事故案例为35kⅤ李西线311 开关柜电缆室放电故障。在此次故障事故中， 相应的开关柜设备型号为KYN61-40.5； 线路电压互感器情况为变比35000Ⅴ/100Ⅴ， 容量50ⅤA， 极限容量800ⅤA。另外， 35kⅤ高压室位于站内主控楼二楼，35kⅤ李西线311 对侧直联小水电无保护装置的简易变35kⅤ西乾变。此次故障事故发生后， 造成了二楼35kⅤ高压室铝合金窗户炸落至2 号主变10kⅤ母线桥， 差动跳主变； 而故障故事发生前的相应运行方式为： 110kⅤ系统为内桥， 35kⅤ系统单母线分段， 1号主变35kⅤ侧301、 李西线311 开关接35kⅤⅠ段母线运行，35kⅤ母分300开关热备用。面对此次故障事故， 相关单位人员立即开展了现场检查与处理， 并对事故原因进行了全面分析， 同时针对故障事故所暴露出的相关问题采取了有效的整改措施。

1.2 现场检查情况

针对此次故障事故， 其现场检查工作主要是围绕以下几个方面来进行开展：

其一， 检查保护动作情况， 包括35kⅤ李西线311速断保护动作， 保护装置内录波情况， 故障电流A、B， 2865.6A （变比300/5A） 。

图1 35kV李西线311跳闸信息

其二， 检查站内一次设备情况， 站内一次设备检查是现场检查工作的重点环节， 其涉及检查内容较多， 需要相关工作人员全面细致的加以落实， 包括检查故障事故发生区域的户外场地情况， 掌握其实际受损程度； 检查35kⅤ高压室开关柜外观情况； 检查35kⅤ李西线311柜内情况； 以及检查2号主变10kⅤ母线桥短路点情况等。

其三， 检查视频监控情况， 对此次故障事故发生前后的相关视频监控信息加以全面检查， 特别是有些监控视频由于事故而受到影响要尽最大程度进行恢复。如图3 所示， 为视频监控检查所示部分信息。

图2 纱窗落到2号主变10kV侧母线桥上

图3 李西线311开关柜开始冒烟并增大

2 事故原因

在2 点08 分时A、 B 相羊角电压互感器出现冒烟情况， 因受到污染导致A、 B 相间绝缘发生相间短路，随后311 线路与李田变35kⅤ Ⅰ段母线之间的联络被切断， 但是这时没有立即切断对应位置处的电源， 而是继续为李田变311 线路电压互感器继续供电， 从而出现了互感器内部温度升高的局面。在长时间的供电作用下， 甲烷等可燃气体随之产生并弥散于母线开关柜， 一段时间后可燃气体直接冲至爆燃范围且在1 分49s后引发小水电倒送电再磁引发3相短路， 同时还引发了装置封板与柜上封板及中封板相脱离现象的发生， 随后多个Ⅰ段母线上柜壳都发生了不同程度的变形， 引发可燃气体爆燃并形成气浪对铝合金玻璃窗造成严重毁坏。详情如图4所示。

图4 5kV电压互感器解体填充物全部为可燃

3 处理方案

在对事故原因调查后发现， 柜内安装的线路电压互感器具有可燃性， 而且电压互感器质量也不符合相关标准， 即没有达到E 耐热等级。基于此， 要想从根本上杜绝此类事故的发生， 可以参考以下几方面内容： 第一， 不将线路电压互感器安装于柜内而是直接安装在柱上， 有助于提高电网的安全性与稳定性。第二， 安排专业人员将没有达到E 耐热等级的线路电压互感器及时拆除下来， 同时禁止使用阻燃性不过关的线路电压互感器。第三， 更换站内高压室铝合金玻璃窗并且改为砖墙， 建议新建工程不再使用采光窗， 如果整改时间有限可在碎玻璃处采取贴膜处理以防划伤他人。

4 故障的启示

4.1 保证安全防护设施齐全

要想防止线路电压互感器故障问题的发生， 应该注重并保证安全防护设施的齐全与完备， 具体内容如下： 第一， 严格挑选线路电压互感器生产厂家。导致A、 B相间绝缘发生相间短路现象的原因有很多种， 如污染因素、 质量不达标等， 所以挑选线路电压互感器生产厂家就显得格外重要， 不与存在不良行为的生产厂家进行合作， 以免故障问题的发生。第二， 安装防护设施于进线柜内部。以避雷设施为例， 应该对避雷设施引起足够重视并安装于开关柜高压电入口处， 同时还要在电压互感器上加装与实际相符的熔断保险。第三， 安排专人检查防护设施各项情况， 待以上工作结束后要及时安排人员检查防护设施， 如果发现问题立即采取相对应的解决措施。

4.2 注重安全防护设施效果

如果没有将安全防护措施落实到位， 意味着安全防护设施如同虚设， 情节严重时还可能起到一定的反作用， 甚至产生严重的故障问题。在此过程中可以将以下内容作为参考： 首先应该认真开展维护工作， 根据实际情况安排人员负责维护作业， 一方面检查各类设备的运行状态， 另一方面认真做好设备的记录工作， 以便后续工作的顺利开展。其次组织人员进行设备调试， 当发现设备异常情况后要及时与相关人员取得联系并且沟通设备相关情况， 以便问题的有效解决， 防止故障问题的再次出现。最后对相关人员实施绩效考核策略， 要想将安全防护措施提到日程上， 可以制定与实际情况相一致的考核指标， 用以激发现有人员积极性， 保证安全防护措施的落实。

4.3 科学设定故障排除方法

从多数线路电压互感器故障问题来看， 很多故障得不到有效解决都与故障排除方法有关， 当开关柜柜内线路电压互感器发生故障问题时， 如果没有采取科学而有效的故障排除方法， 意味着故障问题可能会随之扩大， 情节严重时还可能威胁他人生命安全。实际上， 大部分人员可能都存在着研究力度不足、 专业知识较浅、 技术水平有限、 维护工作不精等情况， 极大程度上影响着工作效率， 所以需要这类员工对故障排除方法引起重视， 同时提前了解设备的操作程序、 整体结构、 使用方法、 注意事项等内容， 随后重点了解故障设备的情况， 明确故障问题的发生原因并制定相应措施， 确保在故障问题发生时可以快速得到处理，全面落实故障排除方法设定工作。

4.4 解除“软击穿”故障问题

“软击穿”现象的发生不会直接对元器件造成永久性损坏， 而是使元器件指标参数逐渐降低， 从而形成一定的故障隐患。与“硬击穿”故障相比， “软击穿”不会被工作人员轻易发现， 但是会给设备运行及故障排查工作增加很大困扰， 当“软击穿”情况发生时上一秒设备可能处于正常运行状态， 下一秒极有可能进入突发故障阶段， 如果相关人员没有发现潜在的故障问题很可能会产生严重后果。在解决“软击穿”问题时最佳的方法是引入分割法压缩故障， 因为借助静态测试检查法如果不能发现问题时不可盲目开展检查工作， 避免对元器件造成损害， 而引入分割法压缩故障则可以规避其中的劣势和不足， 大大节省工作时间并且缩减工作环节。

5 结束语

综上所述， 由于开关柜柜内线路电压互感器所引发的相关故障在具体电力实践当中并不少见， 其对于电力工作的安全可靠性会产生明显影响， 对此， 作为电力单位应针对此类故障问题加以系统分析， 从而形成更加科学完备的应对方案。本文结合电力实践工作中某开关柜柜内线路电压互感器引发故障的实际案例展开了针对性分析， 通过对于此类故障事故的分析处理， 可以为相关电力单位预防此类事故提供一定的启示， 从而进一步从多角度来优化完善故障处理方案，保障电力事业健康稳定发展。相信随着各单位不断从实践工作中积累经验， 相关故障事故应对将会得到更好提升。