10kV配電變壓器分接開關故障分析及防范措施

摘 要：通過對一起配電變壓器送電不成功事件進行了故障原因分析，確定故障原因是無勵磁分接開關切換手柄被人為“反向”，分接開關動靜觸頭間出現懸浮電位，最終發展成相間派光短路故障。針對配電變壓器分接開關在實際使用中出現的隱患，提出了防范措施。

關鍵詞：配電變壓器；無勵磁條形分接開關；中部調壓；切換手柄；空檔；懸浮放電

10kV配電變壓器（以下簡稱配變）分接開關是否正常運行關系著配電變壓器及電網的安全運行，文章通過對一起配變投運過程中出現高壓熔斷器一相熔斷及配變異常聲響故障進行原因分析，判定為配變分接開關故障引起，并提出防范措施。

1 故障情況

2015年元月某供電區域10kV配電網，在新裝臺變竣工啟動送電過程中，出現配變高壓側邊相跌落保險熔斷，同時伴有配變異常聲響，工作人員立即拉開已經合上的跌落保險將該配變停運。

2 原因分析

2.1 變壓器技術參數分析

該停運的配變型號為SBH15-M-315/10，為一臺剛出廠的新配變，電壓等級為10kV，容量為3I5kVA，接線組別為D，yn11。分接開關型號為VVSTII63/10-6x5，為高壓側三角形接線中部調壓無勵磁條形分接開關，額定電流為63A，分6個抽頭，5個檔位，當時分接開關指示位置為第3檔。

2.2 變壓器測試分析

故障后立即組織檢測試驗人員對該配變進行相關測試，測試項目包括：絕緣電阻；直流電阻；變壓比。測試數據顯示，只有絕緣電阻一項符合要求，高壓側三相直流電阻均為零，二次側無電壓輸出。分析為高壓側三相繞組均處于懸浮狀態，初步判定為配變分接開關故障所引起。

2.3 分接開關測試分析

外觀查看分接開關，發現切換手柄有人為拆卸跡象，手柄疑似“反向”。在供應商協助下現場將分接開關切換手柄拆解，不需要使用專用工具就能將手柄拆下。手柄拆下后，供應商就發現手柄出現了180度反向，導致配變外在檔位指示與內在實際分接檔位不一致，易發生“空檔”或“檔位錯位”。

分接開頭切換手柄現場糾正復位后，測試人員分別對分接開關每個檔位直流電阻做了測量，電阻值及不平衡率符合規定要求。變壓比經過測試符合要求。

2.4 條形分接開關結構分析

（1）該變壓器分接開關采用條形無勵磁中部調壓。操作中通過轉動切換手柄，由齒輪帶動齒條移動閉合三相兩兩靜觸頭實現無勵磁調壓。不同的分接檔位在變壓器箱蓋上通過檔位指示表現出來。如切換手柄被反向時，外在的檔位指示已不能指示內在的分接檔位，發生“空檔”或“檔位錯位”等分接開關異位狀態。當配變異位狀態帶電投入運行時，就會引起分接開關動靜觸頭處電弧放電，輕者過熱、絕緣擊穿與相間短路，重者燒壞分接開關與配變。

（2）本次變壓器故障事件原因分析確定為：根據配變測試結果，當配變分接開關切換手柄被人為反向后，出現“空檔”的分接開關異位狀態，在沒有經過分接開關相關測試的情況下帶10kV全壓沖擊，條形分接開關觸頭處施加了線電壓，動靜觸頭之間發生懸浮放電，開始發生電弧放電，最終發展成相間弧光短路，短路電流引起配變保護用跌落保險瞬間熔斷，并伴有配變異常聲響：

3 防范措施

針對配變無勵磁條形分接開關在實際使用過程中會引起“空檔”或“檔位錯位”，就此提出杜絕發生類似故障的防范措施如下：

3.1 分接開關切換手柄改進

供應商供貨的配變為農網升級工程項目需求物資，受硬件條件限制，沒有專門的物資倉庫存放，常露天放置于農村施工現場附近。文章所述故障配變所采用的分接開關的切換手柄可以不使用工具就可以輕松將其拆解，附近的行人及小孩會在不經意間對分接開關外露的切換手柄造成傷害或破壞，如人為拆解切換手柄造成指示反向或將砂土塞人切換手柄內造成調檔故障或干脆將拆除的手柄拿走造成分接開關缺損無法正常工作。為了避免發生人為損壞分接開關切換手柄，經與供應商溝通，一是對切換手柄加裝防護罩并通過鎖具有效上鎖；二是加裝緊固螺栓，確保拆解時需要用到專用工具方能進行，增加拆解切換手柄的難度系數，保證分接開關狀態良好。

3.2 做好相關測量試驗

根據相關規定，設備在投入運行前應做相關測試，測試合格后方可帶電投運。無論是變壓器出廠造成切換手柄反向還是在施工現場人為破壞，都是可以通過測試及時發現不正常數據，也不會讓“帶病”配變接受全電壓沖擊。文章中故障配變在投入運行前或無勵磁分接開關改變狀態后，就應對絕緣電阻、直流電阻以及高低壓變壓比等項目認真做好測試，對比標準值與出廠數據，及時發現異常測試數據，給出綜合評價結果，防止發生設備故障，保證電網安全運行。

4 結束語

無勵磁分接開關為配變重要組成部分，文章通過對一起配電變壓器送電不成功實例做了分析研究，原因確定為分接開關切換手柄被人為“反向”，配變外在檔位指示與內在分接檔位不一致，出現“空檔”現象，導致在啟動送電時iokv全壓加在條形分接開關動靜觸頭間，絕緣不足電弧放電以致發展成相間弧光短路，引起高壓側熔斷器瞬間熔斷。針對分接開關切換手柄在實際使用過程中存在的上述問題，提出了防范措施，在機械構造與電氣試驗等方面加以改進，可杜絕此類故障再次發生。

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