高压柜短路故障分析与处理

张金利 火箭军士官学校

在变电站中，绝缘设备起到隔离电压、保证设备正常运行、保护设备人员安全的作用。可以说绝缘设备的绝缘性能是变电站安全运行的根本保证。而绝缘设备的绝缘性能下降，造成放电、闪络甚至造成短路事故是配电系统最常见的故障。因此做好绝缘设备的维护保养，及早发现绝缘缺陷，对故障苗头采取相应措施，对保证变电站安全运行至关重要。

一、短路故障产生原因

1、电气设备载流部分的绝缘损坏。如设备长期运行，绝缘自然老化；设备本身设计、安装和运行维护不良；绝缘材料陈旧，绝缘强度不够而被正常电压击穿；设备绝缘正常而被过电压击穿；设备绝缘受到机械操作而使绝缘性能下降造成短路。这是发生故障的主要原因。

2、气象条件恶化。如雷击，过电压造成的闪络放电 ，风灾引起架空线路断线或杆塔倒塌。

3、人为过失。如运行人员带负荷误拉隔离开关，造成弧光短路；检修线路或设备时违章操作，不拆地线合闸供电，造成接地短路。

4、其他原因。鸟兽跨接在裸露的载流部分，或咬坏设备绝缘层，引起短路。

二、故障现象、分析及处理方法

1、故障情况

2016年5月5日，本单位35kV变电站监控系统报警“备供芦祥线 线路失压 发生”，“备供芦祥线 线路失压 消失”。由于该线路经常报警线路失压发生，且现在线路失压已消失，即外线重合闸成功，故值班人员未到中控室和高压室查看具体情况。八分钟后值班人员通过视频监控发现芦祥线“PT、避雷器柜”内有弧光闪烁，遂向电气负责人报告。电气负责人到场，向用电监控报告后，组织人员对芦祥线第一断路器进行拉闸断电（此时芦祥线已断电），断开芦祥线高压柜二次回路电源，打开高压室排风系统。待浓烟散去后，进入观察发现“PT、避雷器柜”内尚有明火燃烧，即用干粉灭火器灭火。后经过对柜内设备查看分析，为“PT、避雷器柜”内穿墙套管C相对地短路，产生电热效应引起燃烧。C相穿墙套管、手车隔板、手车动触头支撑件烧为灰烬。

2、故障分析

短路故障有多种因素引起，环境、设备情况、运行工况对设备的绝缘性能都有影响。由于平时使用机会少，维护保养工作更补忽视。长期的欠保养，造成配电柜绝缘件绝缘性能下降，绝缘件上积存了一定的污物，本单位处于江南地区，常年空气湿度较大。绝缘件的表面受到固体、液体和气体导电物质的污染，在高电压的作用下，污层电导增大，泄漏电流增加，发生放电现象，由于电热效应，污层烘干较快，先出现干区，干区的电阻比其他湿区的电阻大很多，此时整个绝缘件上的电压几乎都集中在干区上，其电场强度很大。如果电场强度足够大引起表面空气碰撞电离，由会在干区周围开始电晕放电或辉光放电。如果辉光电流较大，电晕和辉光放电直接转变为电弧。这种电弧存在于绝缘件的局部表面（称之为局部电弧）。局部电弧放电继续发展，电弧两极接通形成闪络，直至对地短路，酿成事故。后经与供电公司联系和查看事故视频记录。前期外线失压后重合闸发生于事故之前，所以重合闸过电压是加速绝缘击穿，发生短路事故的诱因之一。

3、故障处理

事故发生后，逐级上报后决定及时抢修，恢复此线路热备用状态。相关负责人联系电力安装公司对事故现场其他设备进行了试验，试验发现备供线路配电柜内绝缘设备普遍存在绝缘性能下降，无法满足绝缘要求的现象，“PT、避雷器柜”内设备全部损坏，需要更换新设备。对“PT、避雷器柜”进行了除尘刷漆，更换了本组高压柜所有绝缘配件，更换了“PT、避雷器柜”手车，并对芦祥线所有一次设备进行了耐压试验，并对该线路进行了回路电阻测量，所有数据符合标准。设备恢复热备用状态。高压室内拆掉了一台3匹旧空调，新装两台3匹空调。

三、改进措施

根据以上实例的分析，可见造成变电站绝缘性能下降，发生闪络，酿成短路事故的原因不是单一的，而是由设备所处环境、设备保养情况、设备使用工况、管理人员管理水平和专业素质等条件共同造成的。本人对预防变电站短路故障有以下几点建议：

（一）建立完善的变电站运行管理制度、巡视检查制度，对巡视中发现的问题高度重视，及时解决。

（二）加强设备管理工作。按照相关标准，定期对配电设备进行预防性试验；明确电气负责人和值班维护人员具体职责，坚持对配电设备进行必要的、适时的、保证质量的维护保养工作。

（三）加强技术监测手段。根据各配电部位实际情况，安装绝缘在线监测设备和温度监测设备，对事故苗头早发现早排除。

（四）加强施工质量管理，提高施工技术工艺。定期组织人员专业技术培训，强化其专业知识和技术水平，提高施工技术工艺。

结束语：变电站作为一个单位重要的动力部门，其安全运行对单位的重要性不言而喻。而在变电站的运行当中，短路故障对变电站的危害最为严重。因此，对于此类事故的原因，应当进行细致的分析，从而采取相应的改进措施，确保变电站安全、高效、节能运行。