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10KV开关柜故障原因分析与对策
发布时间：2012-12-23 16:13 来源：未知
一、概述
2010年7月3日某时20分48秒，某10kV进线010断路器速断动作跳闸，检查为lOkV配电站11段母线备用02A断路器在检修位置爆炸。因供电的需要，先断开故障柜与母排的连接，21分45秒转正常运行，7月5日，11段母线转检修进行检查处理，检查情况如下：
（一）被炸的02A开关柜在检修位置，上隔离刀闸三相静触头烧熔并把挡板炸开1个洞，静触头距离挡板空气距离150mm;套管内壁表面被电弧烧黑，底部尤为严重，连接处的铜排似有铜锈；套管母线侧的外表面除根部有轻微的熏黑外，绝缘表面没有放电痕迹，但套管表面全是水膜；处于检修位置的开关绝缘筒表面被熏黑，但没有任何损伤痕迹。
（二）从柜前观察窗口可直接看到的母排穿墙套管内侧表面有水珠，打开母排盖板后，封闭里面的所有母线穿墙套管和刀闸静触头套管表面用手一摸全是水膜。
（三）测量II段母线无故障部分的绝缘电阻均为O，试验电压加到5.5kV就跳掉了，断开成两部分，施加电压提高到lOkV跳掉。
（四）据了解，I段母线、II段母线PT熔丝常断，有时换好没几天又断了。
（五）整个高压室只有大门下部有加网罩的栅窗，通风条件较差，缆沟未曾积水。
二、故障分析
从故障调查情况看，受潮是发生故障的直接原因，虽然是封闭式的GGIA开关柜，但潮气可以进入柜内，天气好的时候由于通风条件较差、潮气排出较慢，有可能在柜内凝露。
（一）故障开关柜在检修位置时，唯一带电的是与母线连接的上隔离刀闸的静触头，其套管外侧包括母排比较干净没有放电痕迹，显然故障位置应是触头套管的内侧，触头与挡板的空气距离150mm，正常情况下10kV系统的过电压水平不足以在其间放电，原因在于正常运行的设备有负荷电流，因此就有一定的温度，柜内散不去的潮气就跑到温度低的物体上凝露，备用柜没有负荷、温度低，其刀闸套管表面自然容易凝露，特别是触头处带有缝隙正是潮气散出的通道，更容易积水，起初某相带电的触头与潮湿的套管内侧表面到地电位挡板形成沿面放电，放电不仅使静触头开始烧熔，还会产生大量带有金属的烟气，这时触头与挡板空间绝缘强度大为降低，形成了直接放电，另两相也在浓烈的烟气中放电而形成了三相短路。
（二）PT通常在过电压下的磁饱和才会断熔丝。该配电站lOkV系统安装了消弧线圈自动补偿装置，按道理可有效地防止间歇性弧光接地过电压和铁磁谐振，但是该系统的电容电流较大，消弧装置早已满载处于欠补偿状态，其有载开关的档位已在极限档而经常处于闭锁状态，自然失去应有的作用，还有可能在断开某条接地故障馈线的时候发生串联谐振过电压，自然难保系统的PT熔丝不断，从而造成母线PT熔丝频断。
三、改进措施
近年来，针对配电站lOkV配电站故障频繁出现的问题，为此我们必须采取有效的防患措施。
(一)10kV受潮的配电站应采取加装通风除湿措施，不仅要考虑在配电站的整个高压室内装设排风机使之空气对流，把湿气带出，而且每台开关设备也要加装防凝露控制装置。选择凝露传感器的安装位置非常重要，直接影响到整个开关设备的凝露检测和预防，一般来说，加热器安装在开关设备的底部比较合适，当加热器加热时，形成空气对流，被加热的空气遇到温度较低的柜壁，产生凝露，所以一般情况下开关设备中上部柜壁湿度较大，容易产生凝露，将凝露传感器安装于开关设备中上部比较合适，但不能将凝露传感器安装于加热器的正上方。
（二）更换已满载的消弧装置，我们既考虑在PT中性点与地之间加装非线性消谐电阻（即一次消谐器），同时在PT二次侧加装二次消谐装置，使其能真正起到过电压�；さ淖饔谩�
由于电网的复杂性，各配网电容电流大小、线路故障性质、PT伏安特性以及消谐器的运行环境等情况有所不同，一次消谐器自身的热容量有限，难以保证在中性点装设消谐器后设备万无一失，尤其是当间歇电弧接地持续时间较长时，个别消谐电阻将因过热而损坏，从而引起高压熔丝熔断，甚至PT烧损，相对较大的一次消谐阻尼器在持续时间较长的间歇电弧接地过电压激发下，仍可损坏装置；RO的数值若选用太小，相当于没有增加零序电阻，限制PT饱和过电压的作用不大，从阻尼的角度来看电阻值愈大愈好，若RO一一，即PT高压侧绕组中性点变为绝缘了，PT电感量不参与零序回路，也就不存在PT饱和过电压，但RO太大，当网络出现单相接地时，大部分零序电压降在RO上，会使开口三角形电压太低（电网对地电压在PT励磁电感LP与RO间分压），PT零序电压uo的测量值有误差，影响接地指示灵敏度和�；ぷ爸谜６�，因此不适宜使用在对零序电压幅值和角度精度要求较高的场合（如微机接地选线装置），而且一次消谐器只能限制本PT不发生谐振，对电网中的其他PT无效，当发生单相接地故障时，且系统中有多台高压侧中性点接地的PT同时运行，则必须每台PT均在中性点安装消谐电阻器方有效。
同时在PT二次侧开口三角形绕组两端接人阻尼电阻RO，相当于在PT高压侧YO结线绕组上并联一个电阻，而这一电阻只有在电网有零序电压时才出现，正常运行时，零序电压绕组所接的RO不会消耗能量。RO值越小，在电压互感器励磁电感L上并联电阻就越小，当RO小于一定值时，网络三相对地参数基本上由等值电阻决定，这时由PT饱和而引起电感的减小不会明显引起电源中性点位移电压，当足RO→O，即将开口三角形绕组短接，则PT三相电感值就变成漏感，三相相等，PT饱和过电压也就不存在了。
四、结束语
（一）实践证明，开关柜厂家在设计过程中必须考虑防潮因素，故必须加装温湿度控制装置。
（二）在土建设计配电站（尤其是地下室）时，同样要考虑通风问题。
（三）对配电系统采取消谐措施时，可将一次消谐装置与二次消谐装置二者相互配合使用，进行优势互补，才能保证PT自身不参与谐振。
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