摘要：本文介绍了一起多设备混合故障导致的大面积停电停水事件，深入分析原因并提出防范措施。
关键词：环网柜；接头；局部放电；墨菲定律
引言
2017年2月27日，甲变电站10千伏A线#2环网柜因安装质量问题产生放电并起火烧毁，由于多重原因造成停电影响成倍扩大，最终A线、B线全线及C线部分用户失电，江浦城区短时停水。该事件影响较大，本文详细还原故障现场，力求避免类似事件再次发生。
1.故障过程
21：30——甲变电站10千伏A线B相接地。
21：34——A线速断跳闸；此时A线带B线及C线部分用户（见图1），因此A线、B线全线无电，C线部分用户失电。江浦自来水公司（C线供）未安装双电源自动切换装置，人工操作速度较慢导致短时间停水。
22：04——水厂双电源人工切换完毕，由E线供电，居民恢复供水。
22：15——查明故障为A线#2环网柜起火烧毁，解除A、B线联络后B线试送成功。
23：00——隔离故障：拉开A线#8环网柜101，合上A线#8环网柜102，A线#8环网柜后负荷由F线带。
23：40——拉开A线#5环网柜101，但发现102间隔电缆黑迹严重，终端头烧熔，无法倒电，立刻进行修复。
01：40——修复完毕，合上A线P0106柱开，A线负荷由D线带。全用户恢复供电。
07：00——进行A线#2环网柜的更换作业。
图1 线路运行方式
2.故障主要原因
A线#2环网柜放电最终起火为事件的主要原因；A线#5环网柜为第二故障点，使得倒闸操作推迟、停电时间延长。两环网柜的故障原因均为开关柜电缆接线端子与双头螺栓连接不到位，导致接触电阻增大，产生局部放电及套管导体、双头螺栓发热，继而造成套管绝缘部分开裂，接头橡胶护套老化，最终击穿。#2环网柜为故障末期，#5环网柜为故障中后期。
对A线#2环网柜拆解后发现（如图2）：101间隔B相电缆终端受损最严重，C相其次，A相及其他间隔完好，这与最开始的接地信号相符。可判断为101间隔B相先击穿造成接地，带电运行一段时间后燃烧，并对C相放电造成短路，后火势扩大烧毁环网柜。B相的变径双头螺栓（型号M16/M12*65）在变径处（与接线端子连接处）左下方略有损伤，其余相双头螺栓完好。拆下B相套管后，可见内部鸡腿连接排完好，无放电、烧灼痕迹，这说明B相放电位置在双头螺栓变径处，与开关柜内部无关。
放电原因为接线端子未安装到位导致双头螺栓与接线端子产生放电。由于安装时一般都会拧到无法拧动为止，可以推测并非安装力矩不够导致的接触不良，而是由于角度偏斜接线端子未正确套在双头螺杆上。从双头螺杆放电痕迹集中在左下角可推测，安装时可能电缆长度不够，接线端子套上双头螺杆时存在向下的应力，导致接线端子上部与双头螺杆紧密接触，下部存在间隙，接触电阻较大。同时套管也受到向下的应力，角度偏下的同时强度降低。压力是保证接触电阻的最主要因素，接触电阻R与总压力F成反比，随时间推移，压力会逐渐下降并稳定在一个不再进一步蠕变的数值上，电阻甚至超越原最大电阻。由于长时间局部放电，导体温度上升，使得护套熔化，其杂质又使得接触电阻进一步增大，加剧放电，如此恶性循环[1]。同时导体受热膨胀，使得环氧树脂套管、橡胶护套内部也产生较大的应力，应力超限导致老化、开裂，最终发生击穿[2]。
图2 A线#2环网柜101间隔
3.故障次要原因
本起事件中，结果并非由单一原因所致，而由多重原因叠加形成，几个小概率事件的相继发生，使得本次停电影响扩大：
3.1消缺不及时
B、C线的联络柱开P0162于1月16日发现无法操作，计划报停电更换，由于2月春节期间不能停电，被推迟到3月7日，因此事件当日依旧保持合位，使得故障影响到距离很远的水厂。
3.2运行方式未及时恢复
乙变电站事件当日检修，其所带B线负荷由甲变电站的A线转供，检修工作于19时结束，由于时间较晚，计划次日恢复原运行方式。这导致停电范围的扩大。而当晚A线带2条半线路的负荷，电流远超平日水准（故障前350A），加重了A线#2环网柜的放电，间接导致故障的发生。
3.3用户应急不充分
自来水公司未安装双电源自动切换装置，只能由人工操作。在制水、供水环节中，水源厂与制水厂虽然都是双电源供电，但使用同一条线（C线），因此故障时同时受到影响。加上两厂同在自来水公司内，值班人员为同一班，停电后要先将水源厂电源切换后再切换制水厂电源，加上操作不够熟练，导致电源恢复的时间拖长。
几个小概率事件的叠加，使得本次故障看上去几乎不可能发生，但是却实实在在地发生了，这让笔者不禁联想起著名的“墨菲定律”。墨菲定律由美国工程师爱德华·墨菲提出，其核心概念就是“凡是可能出错的事有很大几率会出错”[3]——任何一个事件，只要具有大于零的发生几率，就不能假设它不会发生。
认为小概率事件不会发生，是导致侥幸心理和麻痹大意思想的根本原因。正是由于这种错觉，麻痹了人们的安全意识，加大了事故发生的可能性。作业人员往往并非不清楚危险点，而是恰恰相反，非常清楚危险点。或贪图方便，或心存侥幸，或轻信经验，或自我表现，因而明知故犯，冒险操作，最终酿成惨剧。墨菲定律正是强调小概率事件的重要性，而本次故障正是墨菲定律的一大明证。
4.防范措施
4.1 提升接头制作验收运维水准
供电公司组织专项学习，强调安装接头时须确保电缆足够长，安装时确保安装角度正确、力矩正确、接头和双头螺栓接触紧密，安装完毕后将电缆固定在专用支架上，且安装时必须有专人进行检查，验收，定期对环网柜进行局部放电和温度检测。
4.2 正确评估、消除隐患
柱开无法操作时，应依据设备状态评价标准定为四级设备，只能短时间运行或需要立即停役[4]。联络柱开则必须立即停电处理。
4.3 及时恢复运行方式
因变电站检修、倒负荷等须调整运行方式时，应尽量缩短其时长。当具备恢复条件时，运行班组应立刻操作，不可拖延。
4.4 关注客户内部用电情况
供电公司向自来水厂指出其内部用电隐患并协助进行改造，水厂承诺增派值班人员、加强操作训练、改进故障预案，并进行故障模拟训练。
4.5 将墨菲定律融入安全管理
对小概率事件的错觉，是安全事故屡屡发生的原因之一。将墨菲定律融入安全管理乃至日常运维管理，能使人重新认识工作中的危险点和隐患点，变被动接受为主动管理，克服侥幸心理和麻痹思想，提高参与安全管理的自觉性，对提升安全管理水平具有重要的现实意义。
参考文献：
[1]赵中义，电气设备接头发热原因的分析和处理[J].冶金动力，2007（6）：18-19.
[2]王磊，高压开关柜发热原因及措施[J].中国新技术新产品，2011（10）：143.
[3]张学海等，墨菲定律对电力安全生产管理的启示[J].华电技术，2016.5：49-51.
[4]Q/GDW 519-2010，配电网运行规程[S].
作者简介：闻一非（1990-），男，工程师，工作于国网南京供电公司，任浦口供电服务中心配电运检一班班长，负责配电线路运维抢修等工作。
论文作者:闻一非
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：故障论文; 环网柜论文; 双头论文; 事件论文; 螺栓论文; 定律论文; 墨菲论文; 《基层建设》2019年第13期论文;