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深圳供电局有限公司 广东深圳 518000
摘要：一起开关灭弧室故障、真空度降低，断口被击穿、灭弧室炸裂引起三相短路故障。故障缘起开关A相灭弧室故障断口击穿炸裂故障，然后发展成AB相间短路接地故障，导致母线电压开始降低。探讨了检修试验规程要求对开关柜真空泡的真空度、耐压试验、回路电阻试验的开展周期性
关键词：灭弧室故障;真空度降低;断口被击穿;灭弧室炸裂;试验周期;母线电压
1 设备情况
1.1 故障设备情况
2018年1月26日17：53：34，110kV陆联站#1主变变低后备保护动作跳开 A分支501A开关，#3主变变低后备保护动作跳开 503开关，531速断、过流保护动作，造成10kV1AM、3M母线失压。
1.2 事故前设备运行方式
图1 陆联站主接线图
故障前#1主变、#3主变同时挂在110kV 1M运行，主变调压档位均在3档，10kV1AM、3M母线分列运行，10kV分段531开关在热备用状态，531开关在分闸状态。
2 故障排查及修复
2.1 继保专业检查情况
2.1.1 保护动作行为
根据保护动作报文列出保护动作行为（如下表）：
根据上表，结合各保护启动时间，绘制保护动作时序图（如图2）
2.1.2 保护动作分析
10kV分段531保護动作情况分析：
故障报文：速断607ms、过流907ms动作，故障电流二次值14.13A，故障相为ABC三相，10kV分段531开关热备用状态。
故障电流二次值14.13A大于速断（过流I段）、过流II段整定定值，故障持续时间超过速断（过流I段）、过流II段整定时间，保护动作正确，故障发生时10kV分段531开关在热备用状态，故保护动作情况正确。
#1主变变低A分支501A后备保护动作情况分析：
故障报文：复压过流I段1时限 903ms、复压过流II段1时限 903ms，故障电流二次值22.46A，故障相为ABC三相。#1主变变低A分支501A开关940ms断开。
故障电流二次值：22.46A大于复压过流I段、复压过流II段整定定值，故障持续时间超过复压过流I段、复压过流II段一时限整定时间，保护动作正确，#1主变变低A分支501A开关正确可靠断开。
#3主变变低503后备保护动作情况分析：
故障报文：复压过流I段1时限 904ms、复压过流II段 904ms、复压过流III段 1200ms，故障电流二次值15.68A，故障相为ABC三相，#3主变变低503开关967ms断开
故障电流二次值15.68A大于复压过流I段、复压过流II段、复压过流III段整定定值，故障持续时间超过复压过流I段、复压过流II段一时限整定时间，#3主变变低503开关正确可靠断开。
仔细对比故障报文和开关断口时间会发现，#3主变变低503开关967ms断开后，复压过流III段仍动作。当发现动作异常行为后，立刻后台调取#3主变变低503后备保护动作波形。
#3主变变低503后备保护动作波形中，蓝色线为保护启动时刻，绿色线为复压过流I段、复压过流II段动作时刻，黄色线时刻为#3主变变低503开关分闸时刻，此时故障电流已经切除，橙色线为复压过流III段动作，此时已无故障电流，复压过流III段动作且动作行为不返回，复压过流III段动作是保护装置异常行为。初步判断#3主变变低503后备保护异常行为是由CPU板异常所致。
2.2 检修专业检查情况
2.2.1 开关柜设备配置参数
生产厂家：苏州阿尔法开关有限公司;开关柜型号：PIX12-080 ;开关型号：HVX12机构;投运时间：2013年12月。
2.2.2 检修现场检查处理情况
检修人员对#1主变变低501开关、#3主变变低503开关、10kV分段531开关柜检查情况为： #1主变变低501A开关检查：501A开关现场检查正常，开关操作正常，刀闸动静触头正常，柜体未见异常;
#3主变变低503开关检查：503开关检查正常，开关操作正常，绝缘试验合格，柜体未见异常，活门、触头操作正常;
10kV分段531开关检查如下表所示：
531开关柜泄压通道被冲开
电缆室下柜门及断路器室柜门观察窗玻璃冲碎，柜门变形
531开关三相灭弧室炸裂
531开关室烧黑、布满金属粉尘
531开关动静触头未见烧熔、变形或其他异常
531开关母线室及相邻开关柜母线室检查正常
531开关三相灭弧室均在分闸位置。灭弧室内烧熔明显
受开关灭弧室故障影响，断路器内部元器件烧损严重，机构无法正常操作
3 故障分析总结
3.1 从后台SCADA系统数据分析 从OPEN3000信息可知：本次故障跳闸保护动作分别为：#1主变变低后备保护动作跳开501开关;#3主变变低503过流I段、II段保护动作跳开503开关;531开关过流速断保护动作。其中501开关、503开关在本次操作中后台变位正常，531开关本身处于分闸位置，在本次故障中未有操作和变位情况，正常。保护动作时序如下：
3.2事故现场分析
根据保护动作和现场故障情况，排除其他可能故障点，推断如下：
推测1：531开关灭弧室故障、真空度降低，断口被击穿、灭弧室炸裂导致三相短路故障;
推测2：531灭弧室安装部件失效，导致开关断口导通，拉弧，造成相间短路故障。
結合现场531开关灭弧室安装部件的检查，确认安装部件未见放电、拉弧痕迹，推测2被否。
3.3结合保护装置波形分析：
本次故障共有三张波形图：#1主变波形图、#3主变波形图、531保护波形图，其中531开关电流互感器靠10kV 1M侧，531保护波形中电压波形取自10kV3MPT。
根据波形图，现推断如下：
1）本次531开关灭弧室故障首先由A相灭弧室故障引起，然后发展至AB相间故障，进而发展至ABC三相短路故障;
2）531开关A相灭弧室故障应为断口击穿故障，而非其他接地故障，因为在出现A相故障时，1M或3M A相电压并未降低，直至发展至AB相间短路接地故障，母线电压开始降低;
综合以上分析判断：本次531开关柜故障为A相灭弧室故障导致断口击穿、拉弧、炸裂，引发的三相短路故障。
4 总结及遗留问题
4.1 整改措施及工作建议
① 按照检修试验规程要求对开关柜真空泡的真空度、耐压试验、回路电阻试验周期性开展试验检验工作（大电流开关柜、电容器柜每3年一次，其他开关柜每6年一次，由试验专业负责开展）;
② 针对陆联站出现开关灭弧室故障问题，经确认阿尔法10kV开关配置的灭弧室为阿尔法开关公司生产的，建议对该公司的开关灭弧室进行检测，共涉及6座变电站，13段母线及开关柜，避免存在批次缺陷;
参考文献：
[1] DL/T 596-1996.电力设备预防性试验规程[S].
[2] 邱桂华，汤志锐，杜飞强， 等. 断路器全寿命周期成本模型及其应用研究[J].电网与清洁能源，2014，30（3）：64-68.
作者简介：王伟，湖南大学本科，2012年入职，变电管理一所检修四班班长。
摘要：一起开关灭弧室故障、真空度降低，断口被击穿、灭弧室炸裂引起三相短路故障。故障缘起开关A相灭弧室故障断口击穿炸裂故障，然后发展成AB相间短路接地故障，导致母线电压开始降低。探讨了检修试验规程要求对开关柜真空泡的真空度、耐压试验、回路电阻试验的开展周期性
关键词：灭弧室故障;真空度降低;断口被击穿;灭弧室炸裂;试验周期;母线电压
1 设备情况
1.1 故障设备情况
2018年1月26日17：53：34，110kV陆联站#1主变变低后备保护动作跳开 A分支501A开关，#3主变变低后备保护动作跳开 503开关，531速断、过流保护动作，造成10kV1AM、3M母线失压。
1.2 事故前设备运行方式
图1 陆联站主接线图
故障前#1主变、#3主变同时挂在110kV 1M运行，主变调压档位均在3档，10kV1AM、3M母线分列运行，10kV分段531开关在热备用状态，531开关在分闸状态。
2 故障排查及修复
2.1 继保专业检查情况
2.1.1 保护动作行为
根据保护动作报文列出保护动作行为（如下表）：
根据上表，结合各保护启动时间，绘制保护动作时序图（如图2）
2.1.2 保护动作分析
10kV分段531保護动作情况分析：
故障报文：速断607ms、过流907ms动作，故障电流二次值14.13A，故障相为ABC三相，10kV分段531开关热备用状态。
故障电流二次值14.13A大于速断（过流I段）、过流II段整定定值，故障持续时间超过速断（过流I段）、过流II段整定时间，保护动作正确，故障发生时10kV分段531开关在热备用状态，故保护动作情况正确。
#1主变变低A分支501A后备保护动作情况分析：
故障报文：复压过流I段1时限 903ms、复压过流II段1时限 903ms，故障电流二次值22.46A，故障相为ABC三相。#1主变变低A分支501A开关940ms断开。
故障电流二次值：22.46A大于复压过流I段、复压过流II段整定定值，故障持续时间超过复压过流I段、复压过流II段一时限整定时间，保护动作正确，#1主变变低A分支501A开关正确可靠断开。
#3主变变低503后备保护动作情况分析：
故障报文：复压过流I段1时限 904ms、复压过流II段 904ms、复压过流III段 1200ms，故障电流二次值15.68A，故障相为ABC三相，#3主变变低503开关967ms断开
故障电流二次值15.68A大于复压过流I段、复压过流II段、复压过流III段整定定值，故障持续时间超过复压过流I段、复压过流II段一时限整定时间，#3主变变低503开关正确可靠断开。
仔细对比故障报文和开关断口时间会发现，#3主变变低503开关967ms断开后，复压过流III段仍动作。当发现动作异常行为后，立刻后台调取#3主变变低503后备保护动作波形。
#3主变变低503后备保护动作波形中，蓝色线为保护启动时刻，绿色线为复压过流I段、复压过流II段动作时刻，黄色线时刻为#3主变变低503开关分闸时刻，此时故障电流已经切除，橙色线为复压过流III段动作，此时已无故障电流，复压过流III段动作且动作行为不返回，复压过流III段动作是保护装置异常行为。初步判断#3主变变低503后备保护异常行为是由CPU板异常所致。
2.2 检修专业检查情况
2.2.1 开关柜设备配置参数
生产厂家：苏州阿尔法开关有限公司;开关柜型号：PIX12-080 ;开关型号：HVX12机构;投运时间：2013年12月。
2.2.2 检修现场检查处理情况
检修人员对#1主变变低501开关、#3主变变低503开关、10kV分段531开关柜检查情况为： #1主变变低501A开关检查：501A开关现场检查正常，开关操作正常，刀闸动静触头正常，柜体未见异常;
#3主变变低503开关检查：503开关检查正常，开关操作正常，绝缘试验合格，柜体未见异常，活门、触头操作正常;
10kV分段531开关检查如下表所示：
531开关柜泄压通道被冲开
电缆室下柜门及断路器室柜门观察窗玻璃冲碎，柜门变形
531开关三相灭弧室炸裂
531开关室烧黑、布满金属粉尘
531开关动静触头未见烧熔、变形或其他异常
531开关母线室及相邻开关柜母线室检查正常
531开关三相灭弧室均在分闸位置。灭弧室内烧熔明显
受开关灭弧室故障影响，断路器内部元器件烧损严重，机构无法正常操作
3 故障分析总结
3.1 从后台SCADA系统数据分析 从OPEN3000信息可知：本次故障跳闸保护动作分别为：#1主变变低后备保护动作跳开501开关;#3主变变低503过流I段、II段保护动作跳开503开关;531开关过流速断保护动作。其中501开关、503开关在本次操作中后台变位正常，531开关本身处于分闸位置，在本次故障中未有操作和变位情况，正常。保护动作时序如下：
3.2事故现场分析
根据保护动作和现场故障情况，排除其他可能故障点，推断如下：
推测1：531开关灭弧室故障、真空度降低，断口被击穿、灭弧室炸裂导致三相短路故障;
推测2：531灭弧室安装部件失效，导致开关断口导通，拉弧，造成相间短路故障。
結合现场531开关灭弧室安装部件的检查，确认安装部件未见放电、拉弧痕迹，推测2被否。
3.3结合保护装置波形分析：
本次故障共有三张波形图：#1主变波形图、#3主变波形图、531保护波形图，其中531开关电流互感器靠10kV 1M侧，531保护波形中电压波形取自10kV3MPT。
根据波形图，现推断如下：
1）本次531开关灭弧室故障首先由A相灭弧室故障引起，然后发展至AB相间故障，进而发展至ABC三相短路故障;
2）531开关A相灭弧室故障应为断口击穿故障，而非其他接地故障，因为在出现A相故障时，1M或3M A相电压并未降低，直至发展至AB相间短路接地故障，母线电压开始降低;
综合以上分析判断：本次531开关柜故障为A相灭弧室故障导致断口击穿、拉弧、炸裂，引发的三相短路故障。
4 总结及遗留问题
4.1 整改措施及工作建议
① 按照检修试验规程要求对开关柜真空泡的真空度、耐压试验、回路电阻试验周期性开展试验检验工作（大电流开关柜、电容器柜每3年一次，其他开关柜每6年一次，由试验专业负责开展）;
② 针对陆联站出现开关灭弧室故障问题，经确认阿尔法10kV开关配置的灭弧室为阿尔法开关公司生产的，建议对该公司的开关灭弧室进行检测，共涉及6座变电站，13段母线及开关柜，避免存在批次缺陷;
参考文献：
[1] DL/T 596-1996.电力设备预防性试验规程[S].
[2] 邱桂华，汤志锐，杜飞强， 等. 断路器全寿命周期成本模型及其应用研究[J].电网与清洁能源，2014，30（3）：64-68.
作者简介：王伟，湖南大学本科，2012年入职，变电管理一所检修四班班长。