隔离手车三相接地故障分析与处理

胡军

（广东电网有限责任公司东莞供电局，广东东莞，523000）

1 研究概述

1.1 隔离手车

根据工艺要求设计生产的系列手车，往往其车架中会设置丝杠螺母推进机构，这样能够保证手车很好的移动，并且能够保证手车在使用中不会因为误操作而导致推进结构的损坏。能够适用于工矿企业、发电厂及变电站、电气设施的控制和保护之用，尤其是在操作频繁的场所使用较多。手车配置不同的一次元器件，可分别具有母线联络，电能测量、电力设备过载或短路保护作用，以及在系统检修时作为保护功能单元。

1.2 接地故障

配电线路保护中的接地故障保护，是为了区别于一般的单相短路保护。当一个或多个相导线与地之间发生电气故障时，接地故障保护将通过跳闸断路器或发出警报而得到警告。此功能可集成在断路器中，为防止触电，正常环境下接触电压超过50v时，应在规定时间内切断故障电路。

1.3 三相接地短路故障

三相接地系统的短路故障包括：（1）单相接地故障；（2）两相不接地短路、两相接地短路；（3）三相短路等。

故障情况不同,限流器的控制策略也不同。为了得到有效、合理的控制策略,下面对三相短路故障情况的实际案例进行分析和研究。

2 故障概况与试验

XXXX变电站2012年7月23日13时57分46秒，#2主变差动保护动作,跳开#2主变三侧开关，备自投动作合上550开关。

图1 一次接线方式

引起#2主变主I差动保护动作是由于5020乙刀闸C相上触头故障造成隔离手车三相接地。故障前5020乙隔离手车运行电流约为1870A，三相故障电流为别为：A相约为：13000A、B相约为：15000A、C相约为13000A。

2.1 故障前的运行方式

＃1主变、#2主变、#3主变、#4主变10kV侧分裂运行。#2主变变低502开关带10kV IIM段母线、＃2主变变低522开关带10kVIICM（纯电容器）段母线运行，10kV母联550开关、590开关热备用；550、590备自投处于充电状态。

2.2 故障前后的试验情况

（1）对#2主变取油样进行了油色谱分析试验检查，将测试数据与今年4月12日数据相比，其总烃及氢气含量无明显变化，也无乙炔产生。

（2）对＃2主变本体进行了中压侧、低压侧绕组变形测试，绕组变形图谱相似程度较好，未发现明显异常。

罗浮山是惠州滨临东江的最大山地道教祭祀场所，对惠州历代城址的影响最深远。罗浮山道教名山历史与缚娄古国关联密切，缚娄更是惠州博罗县与罗浮山名称的来源[14]。前秦缚娄古国的范围比惠州历代的地域都宽广。梁化古城与博罗老城同归属古时的博罗县。博罗与罗浮山是惠州府治制度形成前历史文化核心的雏形，当地有“先博罗后惠州”的谚语。中国水系多从西北往东南流向，罗浮山东侧盘绕的东江是从东南往西北流向，因逆水被道教堪舆风水定为风水宝地，选为祖庭，是惠州地区吸引南迁僧道活动的岭南中心[15]，也是惠州当时吸引外来人口的因素之一。

（3）对＃2主变本体进行了高压绕组对地、中压绕组对地和低压绕组对地的绝缘电阻测试，试验数据和上次试验数据比较无明显差异。

（4）对＃2主变变低母线桥进行了绝缘电阻和耐压试验均无异常。

（5）对＃2主变变低5020乙刀闸手车（新的备用刀闸手车）和＃2主变10kV电抗器至5220、5020乙刀闸之间母线进行绝缘电阻和耐压试验，试验合格。

（6）故障跳闸后的#2主变试验合格，可投入运行；修复后的5020乙刀闸柜间隔设备试验合格，可投入运行。

2.3 故障后检查情况

#2主变保护装置：2012年7月23日 13时57分46.761秒工频变化量差动保护动作，保护出口时间：19ms；同时，比率差动保护动作，保护出口时间：20ms，差动A相电流=2.75Ie、差动B相电流=2.77Ie、差动C相电流=2.78Ie。主II保护：未有保护动作信息。

550、590备自投（一套装置）：2012年7月23日 13时57分46.988秒 备自投正确动作合上550开关。

2.3.1 初步检查

设备停电转检修状态后首先对#2主变及主变三侧设备进行外观检查，除了10kV 5020乙隔离手车柜体表面有被弧光轻微熏黑的痕迹外，其他设备均正常，根据继保专业提供数据及初步分析结果，将设备故障点锁定在#2主变变低10kV侧设备，特别检查了5020乙隔离手车柜。在10kV502开关、522开关手车及 5020甲、5020乙、5022隔离手车拉至检修位置后，检修人员逐一对隔离开关、断路器手车及其柜体进行检查，除5020乙隔离手车及其开关柜有损坏外，其它10kV设备正常。

2.3.2 5020乙隔离手车及其开关柜检查

（2）对5020乙隔离手车检查结果：C相上梅花触头被烧毁，导电臂被烧伤；C相上梅花触头压紧弹簧有变形；导电臂外绝缘筒有被高温熏黑痕迹；开关三相上基座有短路放电痕迹；手车面板有放电痕迹。

图2 基座相间距离及基座对面板距离

通过以上检查结果，可以初步判断手车C相触头虽然烧毁但不是接地点，造成接地是开关三相上基座相间短路并对对手车前面板放电引起的，但是（如图2）所示，基座相间最少距离为105mm，基座对面板最少距离为160mm，大于125mm的要求（有绝缘外壳为大于70mm），在正常情况下是不会造成短路接地故障的，只有在其周围绝缘强度下降的情况下才会引起短路。

从5020乙隔离手车C相上触头的损坏情况来看，是由该触头故障产生电弧造成高阻抗短路，电弧燃烧产生金属粉末，金属粉末随高温气流四散，造成开关柜内空气绝缘下降引起三相基座相间短路并对小车前面板放电。

2.4 初步分析结论

5020乙隔离手车C相上触头由于触头发热导致梅花触头故障产生电弧造成C相上触头高阻抗接地，由电弧燃烧触头产生的金属粉末造成开关柜内空气绝缘下降引起三相基座相间短路并对小车前面板放电。所以隔离手车触头接触不良发热是造成这次事故的主要原因。

3 隔离手车三相接地防范措施

针对故障的分析结果，提出以下的措施。

（1）在隔离小车触头位置安装温度在线监测装置。通过安装传感器能实时监测设备关键部位温度，如超过设定的上限温度，传感器便会发出信号，监测装置便会发出告警信号通知运行人员处理。

（2）在隔离小车触头位置安装示温蜡。在柜内未能通过红外测温检测且容易出现发热缺陷的位置安装示温蜡，即使示温蜡可能不能实时监测关键部位的运行温度，但运行维护人员可结合停电操作过程中对示温蜡进行检查，如示温蜡脱落或者变色，则可以证明该部位有发热情况，可以即时进行处理。

（3）对KYN柜散热系统进行改造。现在有部分KYN柜的设备缺乏通风散热排孔，导致高温的空气汇集在柜体顶部无法排除造成柜内温度升高，设备长时间在高温环境下运行缩短寿命、加速绝缘老化。建议尽快开展排查工作并进行评估，对散热能力差的KYN柜与厂家定制改造方案并进行反措以提高设备自身散热能力。

（4）在迎峰度夏前完成对10kV开关柜进行专项负荷分析及技术评估工作。通过专业巡视、隐患排查、历史缺陷分析等手段，充分了解设备运行状况，对发现问题设备马上进行处理。

（5）对10kV 开关柜进行逢停必维护并对设备进行专项检查。

（6）10kV设备红外线成像测温工作由运行人员负责，但是运行人员缺乏专业红外线成像测温培训，只能通过查看红外线成像设备说明书来掌握测温技术，缺乏实践经验，建议由试验所牵头组织专业红外线成像测温技术人员对运行人员进行培训，提高运行人员测温的技能水平。