一起220kV线路故障跳闸的事故分析

一起220kV线路故障跳闸的事故分析

梅敏陈慧昭

梅敏陈慧昭

（广东电网有限责任公司佛山供电局广东佛山528000）

摘要：高压断路器主要用于开关、关合、承受运行线路的正常电流，在规定的时间内承载、开断异常电流的设备[1]。GIS组合电器是高压断路器的一种，其内部空间小，电场强度高[2]；若内部故障或者有异物，极易引起内部电场畸变[3]，并导致放电情况的发生。本文结合一起220kV线路跳闸的事故剖析了事故跳闸的过程。

关键词：220kV线路；跳闸；导向环

前言

2018年10月19日22时54分57秒，220kV某站220kV母线保护、220kV陶紫甲线线路保护同时动作。220kV陶紫甲线线路保护动作跳开220kV陶紫甲线2994开关；同时220kV母线保护动作，220kV1M母线上的220kV母联、陶紫甲线、西陶甲线、#1变高、#3变高开关均跳开。22时55分00秒，10kV550开关备自投动作，跳开#3主变变低503开关，合上10kV分段550开关。未造成负荷损失。

1、一二次设备检查情况

（一）一次专业现场检查及处理情况

（1）2018年10月19日，对220kV陶紫甲线开关间隔进行红外测温，机构及外观检查，均未发现异常情况。

（2）2018年10月20日，在SF6分解物第一次测试中，发现220kV陶紫甲线2994开关气室SO2分解物严重超标。05时27分，进行SF6分解物复测，复测结果与第一次一致。

（3）2018年10月20日，对220kV该站220kVGIS设备共5个检测点开展X光检测，未发现异常情况。

（4）根据220kV该站220kV母线保护、220kV陶紫甲线线路保护同时动作，判断故障点在陶紫甲线线路保护与母差保护交叉区内（下CT与上CT之间），即开关气室内部。分别对220kV1M母线、陶紫甲线29941刀闸/下CT、陶紫甲线29944刀闸/上CT、陶紫甲线断路器等气室进行SF6分解物测试，发现220kV陶紫甲线2994断路器气室分解物SO2严重超标，其他气室均没有分解物。再结合X光检测情况，判断220kV1M母线设备正常。

（5）2018年10月20日，回收220kV陶紫甲线2994开关C相开关灭弧室SF6气体，打开手孔检查。发现灭弧室内粉尘较多，通过内窥镜观察到导体、屏蔽罩等部位存在明显放电点，并在灭弧室底部发现有一条导向环。

（6）2018年10月22日，回收220kV陶紫甲线2994开关A、B相开关灭弧室SF6气体，打开手孔检查，发现无明显积尘。用内窥镜检查，在A相底部发现与C相同样的物件，经厂家确认是触头导向环。

（二）二次专业现场检查及处理情况

（1）该站220kV母线保护、220kV陶紫甲线两侧保护同时于22时54分57秒712毫秒动作，故障相为C相，线路保护、母线保护动作报告录波均清晰可见C相故障电流。220kV陶紫甲线主一、主二保护先跳C相后跳三相不重合（本侧母差闭重，对侧收远跳）。220kV母线保护动作切1M母线上220kV母联、陶紫甲线、西陶甲线、#1变高、#3变高开关，220kV母联、陶紫甲线、西陶甲线、#1变高、#3变高开关三相均跳开。

（2）紫洞站220kV陶紫甲线22时54分主一保护差动动作，主二纵联距离、纵联零序方向动作。220kV陶紫甲线主一电流差动9ms跳C相、30ms收远跳跳三相，主二纵联保护14ms跳C相（收对侧发信本地选C相继续跳C），陶紫甲线2994开关三相跳开，二次故障电流2.21A（变比2400/1）。

（3）该站220kV西陶甲线于22时54分57秒829毫秒主一保护收母线保护启动远跳，发对侧远跳命令，主二保护收其他保护停信，FOX-41A发令A、B、C。对侧站220kV西陶甲线于22时54分58秒124毫秒主一保护收远跳动作，主二保护光纤接口装置FOX-41A收信A、B、C；220kV西陶甲线主一电流差动收远跳29ms跳三相，主二保护收对侧发信本地选C相37ms跳C相，西陶甲线2550开关三相跳开。

2、原因分析

（一）故障分析过程

（1）根据该站220kV陶紫甲线三相开关正确分闸，且220kV母线保护、220kV陶紫甲线线路保护同时动作，判断故障点在220kV陶紫甲线线路保护与母差保护交叉区内，即线路保护组CT1（1LH）与母差组CT5（5LH）之间，对应GIS设备本体是在下CT与上CT之间，即开关气室内部。

（2）从SF6分解物测试发现，220kV陶紫甲线2994开关气室分解物SO2严重超标，其他气室均没有分解物。具体故障点经过10月20日的开手孔盖检查已证实确在陶紫甲线C相开关气室内部。

（3）根据对三相开关气室打开手孔盖，用内窥镜进行检查发现的情况，初步分析：该开关C相灭弧室触头导向环在厂内车间安装时就已脱落掉到灭弧室底部。导向环的作用：保证动静触头对中良好，避免出现分合过程中金属与金属之间的摩擦。导向环脱落后，造成动静触头对中不良，分合过程中金属与金属之间的摩擦所产生的金属碎屑，掉落到下端盆式绝缘子表面，电场畸变放电，导致短路。属于厂内车间安装工艺控制不当引起。

对该站220kV陶紫甲线开关进行了解体，解体发现情况如下：B相开关：没有发现明显异常情况。导向环没有脱落，静触头座内壁、动侧屏蔽罩外沿没有发现金属摩擦痕迹；A相开关：导向环脱落掉到灭弧室底部，静触头座内壁、动侧屏蔽罩外沿有明显金属摩擦痕迹；C相开关：导向环脱落掉到灭弧室底部，静触头座内壁、动侧屏蔽罩外沿有明显金属摩擦痕迹。壳体内壁、下出口屏蔽罩、下出口盆式绝缘子、动侧不锈钢屏蔽罩上均有明显电弧烧蚀痕迹。

经对上述发现情况进行分析，确认此次故障的原因为：220kV陶紫甲线开关C相灭弧室触头导向环在厂内车间安装时就已脱落掉到灭弧室底部，由于没有导向环，动触头侧屏蔽罩与静触头座内壁摩擦，所产生的金属碎屑在掉落过程中，飘落到下出口屏蔽罩与壳体内壁之间，引起电场畸变，发生气隙击穿，导致短路。

3、总结

GIS组合电器是高压断路器的一种，其内部空间小，电场强度高[2]；若内部故障或者有异物，极易引起内部电场畸变[3]，并导致放电情况的发生。本文通过一起220kV线路故障跳闸的事故，来简要分析了其过程及处理情况，具有一定的现实意义。

参考文献：

[1]张全元.变电运行现场技术问答[M].北京.中国电力出版社.2009

[2]沈兆新.变电设备检修[M].北京.中国电力出版社.2008

[3]丁毓山.变电检修[M].北京.中国水利水电出版社.2010