真空断路器爆炸导致主变烧毁的原因分析

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1、真空断路器爆炸导致主变烧毁的原因分析　　巴东县电力公司所辖的一座35kV变电站，在一次倒闸操作中，出现10kV真空断路器爆炸，导致主变烧毁的事故，笔者参加了安全事故调查分析处理，现对事故的现场进行介绍和分析，探讨事故的真正原因。　　1变电站基本情况　　　　该站是巴东县电网中一座建设规模比较小主变容量较小地理位置比较偏远的35kV变电站。该变电站配备一台主变，型号为S9-1250/35；35kV进线通过户外隔离开关直接接到35kV高压开关柜，10kV出线共四回，高压设备全部采用的户内高压开关柜，主

2、变高压开关柜型号是：KYN10-40.5金属封闭铠装移动式高压开关柜。主变10kV出线开关柜型号是：XGN2-10。综合自动化设备（保护设备、监控系统）采用Builder系列设备。该变电站按少人值班形式设计安装。电气主接线图见图1。　　2事故的经过及其处理　　　　事故前的运行方式：事故前，系统正常运行。该站35kV、10kV母线、主变均正常运行，该站3条10kV出线对外供电，一条10kV线路因机械闭锁故障待检修后供电。事故前主变实际负荷200kW左右。　　事故过程及处理。据当班人员介绍：2005

3、年4月24日15：40左右，因10kV出线2的开关柜机械闭锁故障，需要停电检修，因处理故障时与10kV母线安全距离不够，为了保证安全，需要将主变低压侧断路器跳开，值班人员先跳开10kV101断路器，在拉开1011隔离开关后，突然听见该开关柜内有“吱吱”的放电声音，接着发生震耳的爆炸声和强烈的电弧光，开关柜内火光冲天，整个高压室内烟雾弥漫，数秒钟后，主变发出刺耳的尖叫声，主变压力释放器动作喷油，持续数秒钟后，上一级变电站线路速断保护动作跳闸，将该故障设备退出系统，导致全站供电中断。值班人员迅速拉开

4、35kV进线隔离开关，关闭全站所有直流电源，并将有关事故情况迅速上报调度及公司各级领导。　　　　图1电气主接线图　　事故以后，对事故现场进行了认真的检查，事故造成主变低压侧开关柜彻底报废：101断路器真空泡爆炸（断路器在开位，开关的动、静触头间没有发现因分断容量不够所造成的电弧熔化的痕迹）、1011隔离开关（在开位、没有明显的带负荷拉合隔离开关电弧烧毁的现象）及引线灼伤。主变低压侧开关柜内10kV电流互感器及101断路器下端母排及支持瓷绝缘子灼伤。1019接地开关三相的动静触头的尖端烧伤较为严重

5、，10kV高压电缆没有受到损伤。　　事故造成主变彻底烧毁（主变喷油、主变箱体严重变形、测试绝缘高低压绕组对地绝缘为零、低压绕组B相已经熔断）　　事故后，认真检查了后台监控装置，找寻有关故障前的运行状况和事故信息。因通讯系统失灵导致事故时，没有记忆到任何事故信息和故障前的运行状况。据值班员反应已经长时间没有正常工作。　　3事故原因探析　　对事故后设备的现场进行了认真的检查分析：发现事故的原因主要是由于主变10kV侧断路器真空泡爆炸，造成相间闪络而导致三相弧光短路，因为保护装置没有可靠动作，导致事故

6、扩大，烧毁主变。于是现场提出了几个疑点，并展开分析调查。　　·事故发生时，变电站主变主保护及后备保护没有动作；　　·真空断路器三相同时爆炸，造成三相短路。　　3.1事故发生时该站主变主保护及后备保护没有动作　　　　变电站的保护配置：主变主保护，配有差动、瓦斯保护。主变高压侧配置过电流后备保护。应该说，保护配置能满足要求。这次事故的故障点出现在差动保护区内，首先差动保护应该可靠动作，后来事故扩大，主变重瓦斯保护应该可靠动作，相应的后备保护也应该可靠动作。首先对现场保护装置进行了检查。检查中发现保护

7、装置已经可靠动作，而且保护装置还发有保护动作信号（包括主变差动、瓦斯、主变后备的速断、过流），可是主变高压侧断路器并没有可靠断开。于是又对断路器控制回路进行了全面的检查，检查中发现全站所有保护装置的控制电源全部消失，经检查总控制电源的负极（-KM）保险烧毁。换上以后，全站保护装置的控制电源恢复。经分析，这个保险熔练并不是在事故中烧毁的，而是在事故前已经烧毁，如果假设是在事故中有短路导致保险烧毁的，那么在换上以后还应该继续烧毁。且在恢复控制电源后，做主变高压侧断路器（31断路器）传动试验，断路器可

8、靠动作。由此证明保护装置在事故时可靠动作，而没有可靠传动断路器的主要原因是控制电源消失。　　同时在当时的检查中发现，变电站的综合自动化装置的后台监控装置因通讯中断，处于瘫痪状态。没有能查出控制电源消失的具体时间。　　3.2真空断路器三相同时爆炸，造成三相短路　　　　真空断路器爆炸的原因有两点：　　原因之一：真空泡存在质量问题。真空断路器在开断电流时，由于灭弧室本身的原因，当电流从峰值下降尚未到达自然零点时，电弧熄灭，电流被突然中断，这种现象就是平时所说的截流过电压。由于电流被突然中断，电感负载上