一起10kV開關柜內部短路原因分析

李景霞 王 勃 李晉城

（1.國網河南省電力公司檢修公司，河南 鄭州 450000；2.鄧州市電業局，河南 鄧州 474150；3.國網濟源供電公司，河南 濟源 454650）

1 事故經過

1.1 運行方式

某110kV變電站有主變二臺，10kV母線分段布置，通過100開關東、西段母線并列運行；101、102間隔所帶負荷分別為1300A和1500A。

1.2 故障現象

2014年10月2日下午14時28分,某110kV變電站2#主變后備保護動作，進線102間隔有爆炸聲，2#主變停運，10kV西段母線失壓，經檢查，102手車開關動、靜觸頭有嚴重放電痕跡，內部三相弧光短路，斷路器上部燒損嚴重，斷路器額定電流為3150A，經一次折算后故障電流達到26kA,0.8秒；開關柜型號為KYN28A-12,2009年10月份投運，故障后手車斷路器燒損程度見圖1。

圖1

圖2

2 原因分析

事故發生后，有關人員對其故障原因進行現場分析：（1）事故發生時，開關所帶負荷為輕負荷，環境溫度不高，外部無操作；（2）此開關柜為大電流進線柜，2011年對其進行過防止過熱的強制通風改造；（3）由圖1、圖2可知，斷路器上部通風使用的軸流風機已掉落到手車下部，并被弧光燒蝕，嚴重變形，經進一步查看上部風機安裝工藝發現，強制通風降溫改造過程中，風機固定在金屬托盤上，安裝時把上下面裝反（如圖3），開關柜長期運行后，軸流風機固定裝置受熱變形導致風機脫落掉入斷路器上部中相與邊相之間，造成B、C相弧光短路進一步擴展為三相短路。

圖3

圖4

3 事故處理

由于部分產品結構存在設計缺陷，全封閉裝配，難以釋放開關室內所產生的高溫，從而給開關柜帶來重大安全隱患，為了保證大電流開關柜長期穩定運行，需對開關柜進行降釋高溫措施。現將具體改造方案介紹如下：

（1）在現有開關柜體頂部加裝排氣風機，雙排或單排型，一般采用雙排型，可把開關室內高溫釋放排出，從而達到降溫的目的（圖4）。

（2）現有開關柜體后門下部加裝進氣封閉網，來解決進氣問題，進氣封閉材質易選用不銹鋼或鋁合金制品。

（3）溫度調節器:在現有開關柜體前面板上安裝溫控器，由開關室內的溫度傳感器來傳導室內溫度，溫控器易設定為40℃左右啟動，避免風機長期工作產生的故障或損壞。

（4）開關柜在強制通風改造過程中，軸流風機未加防護罩且位置裝反風機運行過程中脫落，所以需對此類開關柜強制通風改造工作進行全面排查，對軸流風機安裝位置進行正確固定并加裝防護網，見圖4。

4 結論

開關柜的小型化設計，對大電流斷路器溫升或過熱降溫要求較高，隨著變電站負荷的不斷增加，原設計用斷路器室或母線室可能會出現運行溫度過高現象，為了解決過熱問題，常常對開關室、母線室加裝強制通風裝置及風扇，為了保證開關柜安全穩定運行，要特別注意風機選擇和軸流風機的安裝位置，確保風機不會脫落。