高壓柜短路故障分析與處理

張金利 火箭軍士官學校

在變電站中，絕緣設備起到隔離電壓、保證設備正常運行、保護設備人員安全的作用。可以說絕緣設備的絕緣性能是變電站安全運行的根本保證。而絕緣設備的絕緣性能下降，造成放電、閃絡甚至造成短路事故是配電系統最常見的故障。因此做好絕緣設備的維護保養，及早發現絕緣缺陷，對故障苗頭采取相應措施，對保證變電站安全運行至關重要。

一、短路故障產生原因

1、電氣設備載流部分的絕緣損壞。如設備長期運行，絕緣自然老化；設備本身設計、安裝和運行維護不良；絕緣材料陳舊，絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿；設備絕緣正常而被過電壓擊穿；設備絕緣受到機械操作而使絕緣性能下降造成短路。這是發生故障的主要原因。

2、氣象條件惡化。如雷擊，過電壓造成的閃絡放電 ，風災引起架空線路斷線或桿塔倒塌。

3、人為過失。如運行人員帶負荷誤拉隔離開關，造成弧光短路；檢修線路或設備時違章操作，不拆地線合閘供電，造成接地短路。

4、其他原因。鳥獸跨接在裸露的載流部分，或咬壞設備絕緣層，引起短路。

二、故障現象、分析及處理方法

1、故障情況

2016年5月5日，本單位35kV變電站監控系統報警“備供蘆祥線 線路失壓 發生”，“備供蘆祥線 線路失壓 消失”。由于該線路經常報警線路失壓發生，且現在線路失壓已消失，即外線重合閘成功，故值班人員未到中控室和高壓室查看具體情況。八分鐘后值班人員通過視頻監控發現蘆祥線“PT、避雷器柜”內有弧光閃爍，遂向電氣負責人報告。電氣負責人到場，向用電監控報告后，組織人員對蘆祥線第一斷路器進行拉閘斷電（此時蘆祥線已斷電），斷開蘆祥線高壓柜二次回路電源，打開高壓室排風系統。待濃煙散去后，進入觀察發現“PT、避雷器柜”內尚有明火燃燒，即用干粉滅火器滅火。后經過對柜內設備查看分析，為“PT、避雷器柜”內穿墻套管C相對地短路，產生電熱效應引起燃燒。C相穿墻套管、手車隔板、手車動觸頭支撐件燒為灰燼。

2、故障分析

短路故障有多種因素引起，環境、設備情況、運行工況對設備的絕緣性能都有影響。由于平時使用機會少，維護保養工作更補忽視。長期的欠保養，造成配電柜絕緣件絕緣性能下降，絕緣件上積存了一定的污物，本單位處于江南地區，常年空氣濕度較大。絕緣件的表面受到固體、液體和氣體導電物質的污染，在高電壓的作用下，污層電導增大，泄漏電流增加，發生放電現象，由于電熱效應，污層烘干較快，先出現干區，干區的電阻比其他濕區的電阻大很多，此時整個絕緣件上的電壓幾乎都集中在干區上，其電場強度很大。如果電場強度足夠大引起表面空氣碰撞電離，由會在干區周圍開始電暈放電或輝光放電。如果輝光電流較大，電暈和輝光放電直接轉變為電弧。這種電弧存在于絕緣件的局部表面（稱之為局部電弧）。局部電弧放電繼續發展，電弧兩極接通形成閃絡，直至對地短路，釀成事故。后經與供電公司聯系和查看事故視頻記錄。前期外線失壓后重合閘發生于事故之前，所以重合閘過電壓是加速絕緣擊穿，發生短路事故的誘因之一。

3、故障處理

事故發生后，逐級上報后決定及時搶修，恢復此線路熱備用狀態。相關負責人聯系電力安裝公司對事故現場其他設備進行了試驗，試驗發現備供線路配電柜內絕緣設備普遍存在絕緣性能下降，無法滿足絕緣要求的現象，“PT、避雷器柜”內設備全部損壞，需要更換新設備。對“PT、避雷器柜”進行了除塵刷漆，更換了本組高壓柜所有絕緣配件，更換了“PT、避雷器柜”手車，并對蘆祥線所有一次設備進行了耐壓試驗，并對該線路進行了回路電阻測量，所有數據符合標準。設備恢復熱備用狀態。高壓室內拆掉了一臺3匹舊空調，新裝兩臺3匹空調。

三、改進措施

根據以上實例的分析，可見造成變電站絕緣性能下降，發生閃絡，釀成短路事故的原因不是單一的，而是由設備所處環境、設備保養情況、設備使用工況、管理人員管理水平和專業素質等條件共同造成的。本人對預防變電站短路故障有以下幾點建議：

（一）建立完善的變電站運行管理制度、巡視檢查制度，對巡視中發現的問題高度重視，及時解決。

（二）加強設備管理工作。按照相關標準，定期對配電設備進行預防性試驗；明確電氣負責人和值班維護人員具體職責，堅持對配電設備進行必要的、適時的、保證質量的維護保養工作。

（三）加強技術監測手段。根據各配電部位實際情況，安裝絕緣在線監測設備和溫度監測設備，對事故苗頭早發現早排除。

（四）加強施工質量管理，提高施工技術工藝。定期組織人員專業技術培訓，強化其專業知識和技術水平，提高施工技術工藝。

結束語：變電站作為一個單位重要的動力部門，其安全運行對單位的重要性不言而喻。而在變電站的運行當中，短路故障對變電站的危害最為嚴重。因此，對于此類事故的原因，應當進行細致的分析，從而采取相應的改進措施，確保變電站安全、高效、節能運行。