220kV断路器TA回路故障分析论文_王艳华

摘要：电网中的电气设备在长期运行中，不论是一次系统还是二次系统，都经常出现外壳磨损、绝缘老化等问题，这些问题常常导致一、二次回路接地、短路各类故障发生。特别是二次回路的故障，其故障点较为隐匿，故障现象不明显。该类事故一旦扩大，将会引发较大的设备故障或运行事故，从而影响到整个电网的安全可靠性。因此，电网的运行维护工作需要特别重视因设备老化导致的隐患，通过日常检查、运行参数分析等手段，及时发现电气设备及回路的各类问题，避免事故发生，防患于未然。本文介绍了云南电网楚雄供电局500kV和平变电站的一台220kV断路器TA二次电缆磨损造成二次回路间隙接地故障后，通过对设备检查、用排除法分析，逐步查出二次电缆受损故障点的过程。

关键词：220kV；断路器TA；接地；磨损

一、引言

高压断路器TA是电力系统中最重要的电气设备，在正常工作电流范围内，TA向测量、计量等装置提供电网的电流信息；在电网故障状态时，TA向继电保护等装置提供电网故障电流信息。

TA是否可靠运行，直接关系到整个系电网统的安全稳定。TA的二次回路故障，可能会造成测量、计量失真、保护装置误动或拒动，因此必须高度重视TA二次回路的各种故障。

500kV和平变电站曾发生了一起因端子箱内壳金属尖角将断路器TA二次电缆皮磨通，引发TA二次接地的故障。本文将介绍本次故障现象分析、故障点的发现和故障处理的过程。

二、故障设备的情况说明

500kV和平变电站的220kV和铺Ⅱ回282断路器TA是一台SF6气体绝缘电流互感器，截止设备故障时，已运行12年，从未出现过任何类型的故障，其主要铭牌参数如下：

图一：282断路器TA铭牌参数

三、TA故障现象及故障判断

（一）、故障现象描述

1、后台监控发出的异常信号：

“220kV282断路器和铺Ⅱ回线主二保护三相CT不平衡”信号和“220kV

和铺Ⅱ回282断路器保护三相CT不平衡”信号。

2、现场检查282断路器保护测量：

（1）、主一保护二次电流：

Ia：0.22A、Ib：0.22A、Ic：0.231A、I0:0.00A

（2）、主二保护二次电流：

Ia：0.22A、Ib：0.22A、Ic：0.11A、I0:0.10A

（3）、282断路器保护二次电流：

Ia：0.22A、Ib：0.22A、Ic：0.11A、I0:0.10A

3、检查后台监控线路电流：

Ia：351A、Ib：357A、Ic：369A

（二）、设备故障分析

1、计算TA变比，初步判断变比是否有错

220kV和铺Ⅱ回282断路器TA现场接线采用的是1600/1A的变比，若按主二282断路器保护显示的Ic=0.11A检查TA变比，则TA变比可能为3200/1A，但TA变比最大为1600/1A，所以不可能出现TA变比错误的情况!

2、检查TA二次电流是否正常

通过现场测量，发现220kV和铺Ⅱ回282断路器TA的C相电流有9.3度的角误差，其可能性为：

A、出现了TA二次回路轻微开路，使铁芯饱和，二次电流相位发生变化。但因为角差太大，可能性很小，可以排除。

B、二次回路两点接地，使电流变小和电流相位发生变化。可能性很大，大地中存在的电流使C相二次电流的相位角发生很大偏移。

3、对主二保护及282断路器保护TA二次回路进行检查

（1）、分析TA二次回路可能发生接地的地方

A、可能在TA二次接线盒内出现接地；

B、可能在282断路器端子箱内出现接地；

C、二次电缆中间，一般不可能出现接地。

（2）、对TA进行检查

第一步、检查TA二次接线盒，未发现异常。

第二步、拆下TA二次端子盒电缆测绝缘，C421仍然还接地。用手诺挪动断路器端子箱TA二次电缆，接地消失。说明故障就在断路器端子箱TA的二次电缆上。

第三步、进一步折开捆扎在一起的TA二次电缆，将C421电缆芯抽出检查，发现C421电缆外皮有磨损，电缆导体裸露在外。

图二：C421电缆芯外皮受损

第四步、进行异常点确认：

用2500V绝缘电阻表检查异常点，当用测试线接触异常点时，有电弧放电，说明异常点就是故障点。

　

图三：C421电缆芯外皮受损处放电

第五步、分析和检查电缆芯外皮损伤的原因：

从伤口来看，应是尖角造成的损伤，查找断路器端子箱内部，确实发现了尖角，经位置比对，C421电缆损伤点正好和金属尖角重合。

图四：C421电缆芯外皮受损处与端子箱尖角重合

四、故障的处理情况

找到故障点后，应该选择一个经济、省时、影响范围最小且能长久保持的方法来消除故障。

1、解决方案的选择：

若更换电缆，现场使用的8*4芯电缆已无备用芯线，需要重新敷设一根芯电缆，需开挖电缆沟井，费时、费工；若使用其他相同起点和终点的同型号的备用电缆芯线，则不符合不规范。

所以最优的解决方法为：将电缆芯线外皮受损处进行绝缘处理，并钝化处理端子箱内的金属尖角。

2、故障处理步骤：

第一步、用绝缘胶布经多层包扎，测试绝缘合格，恢复原来的接线。

图五：C421电缆芯外皮受损处绝缘包扎

第二步、用锉刀将端子箱尖角处进行钝化处理，同时检查端子箱其余尖角，一并进行钝化处理。

第三步、因线缆的拉力，导致故障点的电缆与端子箱尖角还有接触，因此，在二者之间垫上一块胶皮，避免电缆与端子箱尖角直接接触。

图六：C421电缆芯外皮受损处绝缘包扎

3、完成故障处理后，220kV和铺Ⅱ回线及282断路器的保护装置液晶面板显示电流三相平衡，零序电流为零，故障排除。

五、总结和建议措施

1、变电站的施工和安装过程中，由于设计、工艺、设备和材料等因素，会存在很多潜在的隐患，特别是二次回路等隐蔽工程中，很多问题在验收和投运阶段无法及时发现，在后期运行中才会慢慢暴露出来，因此需要运行人员加强设备巡视力度，要切实发现并及时排除问题。

2、此类问题在电网中普遍存在，应由生产部门及时开展端子箱及二次回路的检查，及时查出和解决故障，避免故障扩大恶化，防止了电网设备类似事故的发生。

参考文献

[1]刘兆林.雷击引起的高压断路器故障分析[J].高压电器,2009.

[2]施中郎.带电开口运行断路器雷击事故分析及防范措施[J].电力设备。

作者简介：王艳华（1984-），女，变电运行高级工，助理工程师，从事变电运行工作11年。

论文作者:王艳华

论文发表刊物:《中国电业》2019年22期

论文发表时间:2020/4/7

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