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1、第 1 2卷 ( 2 0 1 0 年第 3期) 电 力 安 全 技 术 室断路器娅障骞 ， 起母 带也原 因 析 付克勤 ( 璧 山供 电局 ，重庆 璧 山4 0 2 7 6 0 ) J 摘 要对某变电站一起 1 0k V总路真空断路 器断开后引起 l 0 k V 段三相母 线带 电故障情况进行分 析，确定故障原因是真空断路 器 A相灭弧室漏气造成其真 空度消失，以及 1 0 k V 段母 线TV采用了 “ 四星 形”接 线方 式 ，最后提 出 了预 防措 施 。 关键词真 空断路 器；漏气故障 ；“ 四星形”接 线；母线带电 某 1 1 0 k V变 电站于 2 0 0 7 -0 7 - 0
2、 5投运 ，1 0 k V 系统采用 Z N6 5 A一1 2型真空断路器。2 0 0 7 -0 9 - 0 6 ， 真空断路器 曾发生灭弧室漏气导致真 空度消 失故 障，但由于 1 0 k V 段母线未带负荷 ，且值班员严 格执行了 电力安全工作规程的规定 ，避免了事 故 发生 。 1 故障情况 该新建 l 1 0 k V无人值班变 电站主接线如图 1 所 示。1 0 k V出线暂时无负荷 ，2台主变空载运行 ，即 所有 1 0 k V出线和分段 6 2 0断路器、6 2 0 1 ，6 2 0 2刀 闸，1 号主变 6 0 1 和 2 号主变 6 0 2真空断路器处于冷 备用 。 图 1 1
3、 1 0k V某变 电站 1 0 k V侧主接线不惹 2 0 0 7 0 9 0 6 ，对 1 0 k V I 段和 段母线的电压 互感器( TV) 之间进行核相 ，合上 6 0 1 ，6 0 2断路器 ， 以及 6 0 1 l ，6 0 1 4 ，6 0 2 2和 6 0 2 4 号刀闸( 6 2 0号断路 器处于分段状态) ，此时 1 0 k V I I 段母线 A，B，C 三相相电压分别为 5 9 k V，5 9 k V， 6 k V。核相后， 值班员在对 1 0 k V 段母线进行停 电操作，断开 2 号主变 6 0 2断路器 ，检查断路器机械指示处于分闸 位置后 ，发现主控制室监控机
4、显示 1 0 k V 段母线 A，B，C三相相电压分别为 5 4 k V，4 5 k V，4 5 k V，线电压 为0 9 k V ( 监控机只显示 而不显 示 ， ) 。核对 1 0 k V 段母线T V柜上电压表 显示三相相 电压一致， 而线电压 ， 。 接近 1 k V， 指示为 0 。再次检查 6 0 2和分段 6 2 0断路器机械 指示显示仍为分闸位置 。于是初步判断可能是 l 0 k V I 段母线电压通过并联母线 T V感应到 段母线 上 。但是断开 6 0 1 断路器后，监控机和 l 0 k V I 段 母线 TV柜上电压表显示 I 段母线线电压和相 电压 全为0 ， 而 段母
5、线的线电压和相电压没有变化。因 此 ，可 以排除 I 段母线电压对 I I 段母线的影响。 由于 1 0 k V 段母线无负荷 ，直接断开 6 0 2 4刀 闸后 ，线电压和相 电压全部消失。这说明 1 0 k V I I 段母线上存在 电压的原因是 6 0 2真空断路器存在故 障，分闸后仍处于“ 导通”状态 ，使 2号主变低压 侧 电压通过断路器本体导电形成 回路 。 随后 ，对 6 0 2真空断路器进行试验检查。首先 用万用表 电阻档测量分闸状态 ，动静触头间不导 通，说明断路器 已正常断开。然后 ，用 S I - 5 0 0 1 型 兆欧表 2 5 0 0 V档测 6 0 2 真空断路器
6、三相灭弧室断口 间绝缘 电阻，测 B、C两相时 ，兆欧表处于满量程 l 0 0 0 0 0 +，加在灭弧室断 口上的实际电压接近测试 电压 2 5 0 0 V，因此可以判定断路器 B，C相灭弧室 完好 ；测得 A相灭弧室断 口绝缘电阻仅 0 0 6 M Q， 加在灭弧室断 口上的实际电压为 2 4 7 V，远远低于 测试 电压 2 5 0 0 V。为了排除灭弧室外壳表面受潮、 脏污等因素影响，先用无水酒精擦洗 ，再采用屏蔽 法进行测量 ，结果完全相同。可以判定 A相灭弧室 存在故障，且其动静触头 已断开 。 一 一 -T- 一 ， ， 一 l 一 一 一 各 0 厂1 渤 H T f 门 眦
7、一 墨 ， 卜 嵫 一 J 电 力 安 全 技 术 第 l 2 卷( 2 0 1 0 年 第 3 期 ) 其次 ，对断路器三相分别进行交流耐压试验 。 B，C两相能通过4 2 k V，1 mi n的交流耐压试验 ，可 以判定断路器 B，C相灭弧室完好。而对 A相进行 交流耐压试验时，试验 电压升至 1 2 k V时 ，真空灭 弧室就发生击穿 ，说明 A相灭弧室内部存在故 障。 最后，用手轻轻拉动其动触头能 自由滑动 ，表明灭 弧室已漏气，室内外压力相同。因为完好的灭弧室 内是负压 ，手向外拉动触头时不能 自由滑动，欲使 其滑动要用特别大的力。因此，可判断 A相灭弧室 本身出现漏气点 ，导致其内
8、部真空度消失，动静触 头断 口间全靠空气绝缘 ；由于其开距短 ，约为 1 0 I I l I ，所 以绝缘电阻值下降特别快。 2 1 0 k V l l 段母线带电原因分析 真空断路器 A相灭弧室漏气后，2 号主变 l 0 k V 侧 电压通过断路器动 、静触头产 生了静 电感应 电 压。在断路器分闸后，动触头处于带 电状态 ，其周 围有强烈的磁场 ；静触头对地呈绝缘状态 ，相当于 对地存在分布 电容。理想情况下，系统中性点对地 电压为 0，所以动触头对地存在一个 电位差，其幅 值等于相 电压 ，即等于 5 9 k V。因静触头对地绝 缘，其绝缘电阻相当高，那么静触头与动触头之间 相当于存在一
9、个等效电容 C 1 ，静触头对地之间也存 在一个等效电容 ，如图 2 所示 。此时静触头与地 之问产生一个电位差 ，这个 电位差就是感应电 压 ，幅值为 ： ， =UC ( C + ) 。 图 2等值 电路 不 ：吞 由于 远远小于 ，所以静触头上感应 电压 接近但小于动触头上电压 5 9 k V。 从上述分析可知 ，由于静 电感应使灭弧室断 口 两侧都存在电压 ，相当于断路器未断开，处于 “ 导 通”状态，导致 l 0k V 段母线 A相也有 电压 ，其 值 等于静电感应电压 ， ，监控机上显示其值为 5 4k V。由于 1 0k V 段母线所用 TV一次绕组采 用 “ 四星形”接线方式，A
10、相母线感应 电压 会加 在 A相 T V和零序 T V的一次绕组串联电路上。一 一9一 般情况下，零序T V阻抗远远大于A， B，C三相T V 的阻抗值 ，所以零序 TV一次绕组承担较大部分电 压 。从前面分析可知 ，真空断路器 B，C相 已完 全断开 ，B，C相母线电压就是零序 T V上的电压 ， 即监控机和 段母线 TV柜上电压表显示的相电压 ， 为 4 5 k V，实际上就是零序 T V电压 。因 此，B，C相母线上电压大小相等、相位相同，而 A 相与 B，C相电压大小不同但相位相同，所 以段 母线T V柜上电压表显示 、 接近 1 k V，而 为 0 。 3 预防措施 在带负荷倒闸操作
11、时，如果真空断路器发生灭 弧室故障， 容易导致伤亡事故，危害极大。因此， 倒 闸操作过程要严格执行 电力安全工作规程) )的规 定 ：“ 电气设备操作后的位置检查应 以设备实际位 置为准 ，无法看到实际位置时，可通过设备机械位 置指示、电气指示、仪表及各种遥测、遥信信号的 变化，且至少应有 2个及以上指示 已同时发生对应 变化，才能确认该设备已操作到位” 。实际工作 中， 很多运行人员不检查遥测、遥信信号变化，只重视 检查机械位置指示是否分开和 电流表指示是否有电 流 ，误 以为只要这 2个指示符合规程规定 ，没有必 要再检查其他信号。如果真空断路器在运行人员检 查时发生爆炸 ，会严重危及人身
12、安全，因此还应注 意 以下事项 ： ( 1 )真空断路器带负荷分闸操作后，为避免灭 弧室爆炸危及人身安全，必须先检查监控机系统上 遥测信号显示三相线路是否有电流。在确认每相都 无 电流后，再到现场检查断路器本身分闸机械位置 指示情况或断路器柜上表计是否存在电流 ；如监控 机显示任何一相存在 电流 ，应断开对侧断路器或直 接断开上一级断路器 。 ( 2 )母线停电操作后，也必须先检查监控机显 示的母线相 电压、线电压情况，再检查 TV柜上电 压表的相 电压 、线电压指示情况。 参考文献： 1 徐国政 ，张节容 ，钱家骊，等 高压断路器原理和应用 北京 ： 清华大学出版社 ， 2 0 0 0 ， l 0 2 陈化钢 电力设备异常运行及事故 处理( 第一版) 北京 ：中国水 利水电出版社 ，1 9 9 9 ， 0 1 ( 收稿 日期：2 0 0 9 0 5 3 1 ，修同日期：2 0 0 9 1 0 0 5 ) T 阜 1工T
