由一起開關柜端子竄電事件引發的思考

陳東君

（廣東粵電長湖發電有限責任公司，廣東 英德 513021）

由一起開關柜端子竄電事件引發的思考

陳東君

（廣東粵電長湖發電有限責任公司，廣東 英德 513021）

就35 kV 31T變壓器保護“跳位”燈異常，直流系統負母絕緣下降問題進行故障分析、原因查找，最終確認故障原因為31T高壓側301開關柜端子竄電，并與端子固定銅排形成高阻接地。對保護“跳位”、“合位”燈及開關柜相關問題進行思考。

端子竄電；絕緣下降；監視回路；開關柜；思考

2016年3月份，我廠對廠用電備用電源變壓器保護，即35 kV31 T變壓器保護進行改造。在保護改造過程中，遇到一些問題，作者對此進行了故障查找，并順利解決。由此引發對于保護“跳位”、“合位”指示燈異常及現場開關柜等方面的一些思考。

1 故障出現及解決

新改造35 kV31 T變壓器保護為國電南京自動化股份有限公司PST693U微機型保護測控裝置。31T高壓側開關為35 kV南長線301開關。我廠使用直流系統電壓為220 V。操作回路如圖1所示。

圖1 31T變壓器保護操作回路原理圖

1.1 故障出現

在保護調試結束，進行301開關傳動前，合上操作電源小空開，并在保護盤柜前遙合301開關后，發現31 T變壓器保護裝置面板上“合位”燈與“跳位”燈同時點亮，并在1～2 min后“跳位”燈熄滅。用萬用表測量保護合閘回路出口電位由+44 V慢慢上升至+110 V，同時發現直流饋電屏正負母電壓不平衡，正母電壓110 V，負母電壓125 V，負母對地絕緣下降，出現高阻接地的現象。

1.2 接地故障查找

直流系統絕緣監測裝置的直觀反映，為合閘回路接地造成TWJ達到動作電壓，因對分合閘電纜進行過絕緣遙測，且停電期間下雨，空氣潮濕，開關柜端子箱在此期間有打開過，幾乎可以判斷為301開關柜某處絕緣下降造成非金屬性接地。在查找故障點的當天下午，氣溫下降，空氣已經干燥起來，接地現象接近消失，正負母電壓差在2 V以內。甩開保護裝置至301開關柜控制電纜后，正負母電壓恢復平衡，高阻接地現象消失。

1.3 負電源端查找

從接地現場查找接地點陷入僵局，且“跳位”燈點亮的情況仍然存在，于是，考慮另外一種造成合閘出口電壓下降的可能——負電。如圖1所示，當一端有+110 V電壓，另一端有任意數值的負電壓，那么回路中肯定會有一點對地電位為+44 V。

那么負電從哪里來？分析有以下5種可能，并就5種可能分別排查。

（1）保護裝置內部

短接如圖1所示的25X57與25X61，直接將正負電加在TWJ上，“跳位”指示燈亮，斷開，“跳位”指示燈滅，不存在延遲熄滅的現象，保護裝置內部問題引入負電至合閘監視回路可能性排除。

（2）保護盤柜接線

檢查保護盤柜內部接線、外部接線，均沒有問題，且甩開控制電纜后各點電位正常，保護盤柜接線問題引入負電至合閘監視回路可能性排除。

（3）電纜竄電

對控制電纜再次進行絕緣遙測，單支線對地，兩單支線之間，均正常，電纜支線間竄電問題引入負電至合閘監視回路可能性排除。

（4）301開關輔助接點沒斷開

實際上這個可能性很低，若301開關輔助接點沒斷開，“跳位”燈會長亮，不會點亮后又熄滅，為了可靠，對301開關輔助接點進行檢查，確認已斷開，301開關輔助接點沒斷開問題引入負電至合閘監視回路可能性排除。

（5）開關柜接線

因該次改造控制電纜沒有更換，301開關柜接線并未變動，為了可靠，還是對開關柜接線進行了核查，并測量分合閘回路各點電位，發現異常。

1.4 竄電位置查找

在保護裝置解開操作回路至開關柜的正電、負電、合閘3根單支線的前提下，如圖2所示，解開X5-861與X5-812端子接線后，合閘線圈Y9兩側端子 X6-952與 X6-953仍然帶電！解開端子X6-953上的所有接線，端子X6-953仍然帶電！解開開關柜操作回路跳閘單支線，端子帶電情況消失。說明空端子帶電的來源是操作回路跳閘單支線，且通過端子竄電。

圖2 301開關分/合閘控制原理圖

1.5 分析端子問題

拆下X6端子排，發現X6-949至X6-959端子都存在不同程度的銹蝕，仔細檢查單個端子，發現端子接線柱附近絕緣材料開裂，相鄰端子接線柱銹蝕產生的銅綠貫穿絕緣材料，相鄰端子通過銅綠接通，至此，確認端子竄電位置。

檢查固定端子排的銅排，發現銅排也銹蝕嚴重。之前負母對地絕緣下降情況，應為端子絕緣性能下降，潮濕天氣時，端子與銅排之間形成高阻接地的現象。

1.6 更換新端子排及端子后恢復正常

更換X6端子排及固定銅排，搖測絕緣正常后，重新進行接線，故障現象消失，回路各點電位正常。

2 關于保護“跳位”、“合位”燈的思考

這是一起因開關柜端子絕緣下降造成回路竄電，引起的操作回路異常事件，也再次證明監視回路的重要性。通過TWJ、HWJ來監視合閘回路與跳閘回路，判斷操作回路斷線、回路電壓異常等問題，及時發現隱性故障。

開關跳位時，若“跳位”燈異常，除該燈本身故障外，其他可能的原因包括各種閉鎖：其他開關、刀閘的閉鎖、本開關輔助接點閉鎖、儲能接點閉鎖、現地/遠方旋鈕閉鎖等，TWJ故障，合閘線圈故障，操作電源不正常，接線松動及保護操作箱或操作板問題，一般都伴隨著“操作回路斷線”信號。若“合位”燈異常，可能的原因包括HWJ故障，回路竄電等。

開關合位時，若“合位”燈異常，除該燈本身故障外，其他可能的原因包括各種閉鎖：開關輔助接點閉鎖、現地/遠方旋鈕閉鎖等，HWJ故障，跳閘線圈故障，操作電源不正常，接線松動及保護操作箱或操作板問題，一般都伴隨“操作回路斷線”信號。若“跳位”燈異常，可能的原因包括TWJ問題，回路竄電等。

了解“跳位”、“合位”燈異常現象背后可能存在的原因，有助于快速找出異常點，排除異常現象。

3 關于現場開關柜相關問題的思考

本次異常事件主要是開關柜端子竄電造成的，根據開關柜接線情況，覺得可以從以下幾個方面改進：

（1）廠家內部配線，出現很多端子的一個端口接兩根線的情況，這樣加大了端子絕緣材料的負擔，為端子絕緣材料開裂的原因之一。應盡量避免端子的一個端口接兩根線的情況，盡可能優化端子接線，如必須兩根線接一個端口也要兩根線壓在一個接線頭里接入端子。

（2）開關柜端子箱的合閘回路與跳閘回路在端子排上的布置應適當隔開，至少間隔一個端子。

（3）保證開關柜端子箱運行環境干燥，可以考慮加裝加熱除濕裝置，防止運行環境不好，潮濕天氣時，因開關柜內端子或元器件絕緣下降造成直流系統絕緣下降的問題。

（4）做好開關柜端子箱的防塵、除塵工作，防止潮濕環境時，因積塵導致端子竄電，甚至短路。

[1]國電南京自動化股份有限公司.GPS690U線路及變壓器保護測控屏電氣設計文件[Z]，2014.

[2]上海平高高壓開關有限公司.南長線35 kV GIS變電站二次圖[Z]，2008.

TV738

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1672-5387（2017）08-0066-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.08.019

2017-03-30

陳東君（1988-），女，助理工程師，從事電廠電氣檢修工作。