摘要：配电网作为电力系统的重要组成部分，配电网的可靠运行尤为重要。而在配网故障中，多回线路同时跳闸影响范围广，对客户的电力体验影响大。本文章对某地区发生的一起配网电缆线路同跳故障进行分析，并提出相应的对策。
关键词：同跳故障；绝缘；接地运行方式；电力系统
引言：配电线路直接与人们的生产、生活息息相关，影响着整个电力系统的安全可靠运行。一般情况下，线路发生故障后都能在线路开关保护装置的作用下进行有效隔离，然而有时由于网架、设备质量及运行管理不当会导致某一线路故障引起其他线路一起跳闸的现象。本文对一起配网同跳故障进行分析，并且提出了相应的对策。
1、故障概况
2017年8月30日4时36分，220kV汾江变电站733汾尾线、735村陶乙线同时速断动作，开关跳闸（两条出线共变电站10kV5M母线）。巡检检查报告显示：733汾尾线故障电流7.09A，CT变比600/1，相别A相；735村陶乙线故障电流7.29A，CT变比600/1，相别B相。抢修人员到达现场并对两回线路进行故障性巡视，发现733汾尾线所属大富开发区公用配电站G12柜柜体发生故障，A相穿柜套管炸毁，6时23分隔离故障开关柜，733汾尾线恢复供电。6时38分确认735村陶乙线编号2047电缆故障，6时45分村陶乙线恢复供电，后经故障定位及开挖发现编号2047电缆中间头故障。
2.故障原因分析
2.1故障设备分析
故障修复后，运行对故障设备进行解剖。10kV733汾尾线故障设备大富开发区公用配电站G12柜生产厂家为北京维益埃电气有限公司，生产日期2009年11月，投运日期为2010年3月，故障设备型号XGN-45-12CB。汾尾线大富开发区公用配电站G12柜A相穿柜套管爆裂，经详细查看发现柜体电缆室有短路痕迹，经绝缘测试开关柜整体绝缘受损，分析故障原因为G12柜穿柜套管由于产品质量原因在运行过程中产生裂纹，在凌晨负荷最轻，电压最高时，绝缘击穿导致对电缆室柜体放电。
对10kV735村陶乙线编号2047电缆的中间头解剖发现：施工人员在进行安装时密封处理不好，水汽侵袭，铜屏蔽上出较多的铜绿；在使用专业环切工具开剥主绝缘时，但用力过大造成电缆导体损伤，造成电缆局部电阻变大。在运行过程中，水汽不断侵袭，导致中间接头逐步缓慢发生从屏蔽管到应力锥的沿面爬电，烧蚀中间接头本体的绝缘层，降低中间接头本体的绝缘水平，随着破坏的逐渐加深，在运行过程中发生击穿。
2.2故障暂态分析
查阅汾江变电站733汾尾线、735村陶乙线保护动作记录，记录显示两条馈线均由于单相故障导致过流保护跳闸，存在先后顺序，保护动作电流基本相等，接地故障存在于异名相。对故障线路母线侧暂态波形电能质量录波分析（如图1）：220kV汾江站733汾尾线、735村陶乙线的电源10kV5M母线由#3变供电，2017年8月30日04：36：57 #3主变变低电能质量装置录到2次暂态事件，与10kV733汾尾线、735村陶乙线跳闸时间04：36：15吻合。
图1 #3主变变低电压录波 图2 等值电路
本文中的220kV汾江站10kV中性点采用不接地方式。这种不接地方式的主要优点是发生单相接地故障后，暂不构成短路回路，接地电流不大，线电压维持不变，发出接地信号，调度及运行人员一般在2小时内选择和排除接地故障，提高了供电可靠性。但随着配电网的扩大，特别是电缆线路增加，这种方式显示出弊端：当配电网发生单相接地故障后，接地电弧不能自行熄灭，很可能破坏周围的绝缘发展成相间短路；当发生间歇性弧光接地时，会引起较高的弧光电压，波及整个10kV母线设备致使绝缘薄弱的设备放电击穿。根据保护动作记录和接地形式，我们可知10 kV中性点不接地的运行方式是本次同跳故障的重要诱因。
2.3同跳原理分析
结合220kV汾江站的主变接地方式，我们对两条线路发生故障时的故障电流进行分析，根据保护动作记录及母线录波分析得知，由于汾尾线大富开发区公用配电站G12柜A相穿柜套管绝缘劣化发生绝缘击穿，进而发生A相单相接地故障，根据保护设置单相接地线路持续运行两个小时，导致变电站10kV5M母线侧电压不平衡升高，从而击穿同一段10kV5M母线的村陶乙线的电缆中间头，两个异名相单相接地点同时单相接地，接地电流通过故障电缆的屏蔽层联通，然后和变电站主变的变低线圈形成环流（等值电路见图2），环流电流值达到速断保护整定值，导致变电站两回线路的速断保护动作，开关跳闸。从两回线路的故障电流同样为4200A可证实是环流。
3、对策探讨
3.1 强化设备运行管理
3.1.1加强进网设备的技术监督。
在设备进网前开展试验见证工作，并加强对试验异常设备的后续整改情况跟进工作，确保不合格设备禁止进网运行。
3.1.2提高关键设备的运维质量
针对近年来中压开关柜故障增多的情况，组织厂家人员和运维人员组成巡维小组利用局放测试等技术手段对开关柜进行缺陷排查，提高设备巡视质量，并及时消除发现的缺陷。对电缆接头的制作全程旁站监督，对关键工艺部分视频或拍照记录。建立电缆故障责任追究制度，减少电缆及其附件的产品和施工质量引起的故障。同时在电缆线路竣工验收投运前，除进行常规交接项目试验外，增加电缆振荡波局放测试，及时发现并消除隐患。
3.1.3加强设备缺陷和故障的分析。
对每一起发生的缺陷和故障进行深入剖析，查找故障发生的根本原因，制定并落实整改和预防措施，避免重复故障的发生。
3.2合理选择 10kV中性点接地方式
由本文的分析可知，在中性点不接地的电网中，相同电源的馈线发生单相故障，此时故障电流很小，保护不会动作跳闸，但此时会造成非故障两相的对地电压升高至正常电压的 倍，容易导致非故障相设备绝缘降低，故障进一步扩大，将可能进一步发展成为两相或者多相故障，造成线路跳闸。考虑城市电网电缆化率及设备老化等特点，当线路发生单相故障时，较大概率为永久性故障，建议改变汾江站的接地方式，选择小电阻接地系统。在小电阻接地方式下，当电力系统发生单相接地时，继电保护装置会通过接地电阻的电流大小来启动零序保护，将故障线路从系统中隔离，避免非瞬时性单相接地故障发展成为相间短路故障。采用小电阻接地运行方式，既可以有效防止因单相接地导致的相间或多项故障的运行风险，又可降低因接地故障持续运行造成的人身触电事故。
参考文献：
[1]苏继锋.配网中性性点接地方式研究.电力系统保护与控制，2013.
[2]曾庆标，李越，曾俊.配电网共生故障.农村电气化，2018（5）.
论文作者:李春辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/3
标签：故障论文; 单相论文; 发生论文; 电缆论文; 设备论文; 线路论文; 电流论文; 《电力设备》2019年第3期论文;