摘要：在电网的设备中，高压开关柜是最重要的一个设备，且电网的安全运行与高压开关柜有着密切的联系。鉴于此，本文以某一电网公司220kV站发生的一起10KV高压开关短路故障为案例，详细分析事故发生的情况，以及相关工作人员在现场的排查情况，从而可以找寻造成高压开关短路故障的原因，并提出有效的防范措施，以此为以后同类型的故障提供相应的指导。
关键词：高压开关柜；短路故障；原因分析
在电网的安全稳定运行中，高压开关柜所发挥的作用非常重要。但是，高压开关柜由于结构非常复杂，内部设计的不合理，以及使用绝缘材料质量问题，都会很容易造成电网在运行时出现绝缘击穿的事故，从而使电网无法正常的斤西瓜稳定运行。本文以某电网公司的220KV变电站的高压开关柜的绝缘故障最为本次研究的案例，深入分析导致事故发生的原因，并针对性的提出一些防范措施，同时在本课题中还对高压开关柜增开设备如恶化选择选择型号提出了更高的要求。
1.开关柜短路故障介绍
1.1 事故前运行情况
在事故前，1号主变以2001、101、901开关进行运行，2号主变以2002、102、902开关进行运行，在10KV高压设备中以分段900开关的作为热备用。在10kVⅠ母中其是正常运行状态。在10KVⅡ母2号主变中，以变 918、高傍Ⅱ线 923、新平线 924、5 号电容 919、消弧线圈931进行运行。其余10KV高压开关则以6 号电容 920、7 号电容 921、8 号电容 922 分位进行运行。
在2号主变中，其接线的方式为YNyn0d11，分别以220kV 和110kV侧中性点直接接地进行运行，而以10kV 侧中性点经消弧线圈接地。在2号主变发生事故之前，的最后经过的时段为5:05，且各侧负荷的平均值见表1。
表1 摇事故前各侧负荷情况
1.2 事故发生经过
（1）2015-11-05 T05：08：53，开始启动主变故障录波，将10KVII母A相进行接地。A相显示的电压值为3V左右，而B、C相的电压都有所升高，其值为100V，这样的接地方式一直持续到2号主变跳闸后故障消失，这一段的时间为 05：17：45。
（2）2015-11-05 T05：15：21，2号主变以10KV 侧902开关对回路断线进行有效控制。
（3）2015-11-05 T05：15：44，交流电源出现严重故障。
（4）2015-11-05 T05：17：44.527，2号主变开始实行第1套和第2套保护进行低后备启动。到05：17：45.130 时，保护启动后的603ms，低后备过流Ⅰ段的动作跳到900开关，而900开关本身就属于分为。到05：17：45.430时，保护的启动后的903ms，低后备过流Ⅱ段的动作跳902 开关，由于902开关出现控回断线其动作并没有跳开。到 05：17：45.730时，保护启动后1203ms，低后备过流Ⅲ段的动作开始跳2002、102开关。由此可见，保护动作的行为完全符合定值整定要求。
（5）2015-11-05 T05：17：45.754，故障电流已经消失。在故障中经过的一次电流值为 13600A。且是在A、B相间发生短路故障，并逐渐发展为三相短路故障。
2.现场检查情况
通过对事故现场进行检查发现，在10kV 开关室中，902 开关柜受到严重烧毁，并且整个柜子已经完全烧焦，而开关柜中的小车也被烧融化，无法摇出来。同时，902开关柜两侧的2MPT柜和所用变918开关柜，也依次受到不同程度的烧损。
在打开902开关柜是，对柜顶盖斤进行检查发现，柜内A 相和B相的母线受到严重的变形，而C相变形的程度则不明显。在检查902开关柜后门时，发现柜内的两组 CT的烧毁程度较少，但是开关的触头的烧毁程度非常严重。
3.902 开关柜运行及维护情况
（1）902开关柜参数。其型号为：KYN28A-12（Z）；额定电压的数值为10kV；额度电流的数值为3150A。
（2）对902开关的局部进行放电测试。通过局部测试仪对902开关的每个柜前、后、上、中、下的部位进行依次测试，且测试的结果如表2所示，通过对几次实验的数据比对来看， 放电信号并没有发生很大的变化。
表２ 摇902开关柜局放测试情况
（3）红外的测温情况。 由于开关柜在运行时柜后门不能打开，只能通过观察的方法进行内部测温，由此就导致测温的结果不准确，从开关柜的表面测温情况来看，并没有发现任何异常。
（4）监控录像的情况。在开关柜小室中安装了一台摄像头，其主要作用就是对10KV 1段母线的进出口进行监控。 从监控录像内容来看，可充分发现，在2015 -11 -05 T05：12：01时刻，开关柜小室已经出现冒烟的情况。如图7。在2015-11 -05T 05：15：44 时刻，902开关柜的控制回路出现断线现象，这时其冒烟的情况非常明显，可充分表明开关柜已经开始着火。在2015-11-05 T05：17：44.492时刻，A、B相间出现短路故障。在2015-11-05T05：17：44.541ms时刻，短路故障逐渐发展为A、B、C三相同时短路。在监控录像中可以看到， 2015 -11 -05T05：17：00 时，开关柜小室已经完全充满浓烟。
4.故障原因分析
4.1 消弧线圈补偿不正确
在对10KV 系统进行检测发现，未配置小电流开始接地选线装置，同时，先关工作人员开始现场检查消弧线圈，发现其已发生明显动作。此外，在该站恢复供电之后，对电容电流进行了相应的测试，发现补偿电感电流-电容电流要大于或等于20A，由此可见，这一现象存在严重过补偿问题，具体情况如表2 所示。
4.2 绝缘护套阻燃性能测试
在对绝缘护套阻燃性能进行测试后，可发现该绝缘护套可以完全燃烧，且余焰与余燃的熄灭时间大于60秒，由此该绝缘护套的阻燃性能没有达到国家测定标准。
5 总结
本文针对某电网公司的220kV 变电站 10kV 开关柜短路故障为研究的案例，通过对该事故的经过进行详细分析，提出以下改进措施。
（1）在10kV经消弧线圈接地系统中，消弧线圈补偿是否正确则直接影响到电网的安全运行情况，而对消弧线圈补偿的标准是，其在补偿后残流不大于5A。因此，在经消弧线圈接地系统中，应该注意两点：一是应该选用具有电容电流，应安装补偿电感电流显示功能接地装置；二是通过对电容电流进行定期测试，来判断消弧线圈是否正确补偿感性电流。
（2）在本次事故中由于绝缘材料缺乏阻燃性，在发生单相接地后，绝缘材料出现着火现象，从而导致事故逐渐扩大。因此，相关工作人员应该严格检查高压开关柜的绝缘护套的材料是否达到标准，并对绝缘护套的验收严格把关，严禁使用没有达到要求或标准的绝缘套和高压开关柜。
（3）在使用小电阻接地系统时，如果发生单相接地短路的事故，应把该接地的线路及时切除隔离，从而保证电网的完全。
参考文献
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论文作者:王浩伟,徐瑶瑶,陈志昊
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
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