一起10 kV环网箱TA间隔短路故障分析和处理

2021-07-19卞绍润

农村电气化 2021年7期

李琦，卞绍润

（国网山东省电力公司济南市历城区供电公司，山东济南250000)

随着城市化进程的加快，配电线路逐步电缆化，环网箱设备日益增多。环网箱是配电网的核心设备之一，一般安装于户外，主要用于中压电缆线路分段、联络及分接负荷，通常由进、出线环网柜及附属设备组成[1-3]。一旦发生环网箱本体故障，恢复时间较长，将对供电可靠性造成严重影响。

然而，由于环网箱设计问题、制造缺陷、施工工艺及运维质量等原因，环网箱故障屡次发生，给配电网的安全稳定运行和可靠供电带来严重隐患，已成为当前配电网运维管理的难点之一。本文对一起环网箱TA间隔短路故障进行分析，并提出针对性治理措施，对配电运维管理人员编制设备技术规范和处理类似故障具有借鉴和参考价值。

1 故障过程及处理情况

2020年8月5日03:21，某地某10 kV线路过流Ⅰ段跳闸，重合不成功，跳前有瞬时接地，故障电流82.79 A，故障相ABC。经巡视发现该线路101环网箱TA间隔柜门处有烧损痕迹，打开柜门发现TA保险已烧毁，故障原因为该TA间隔故障造成三相短路跳闸。故障环网箱TA间隔照片如图1所示。

图1 故障环网箱TA间隔

图2 为故障线路示意图，故障发生后经绝缘遥测和试验分析，该环网箱已不满足安全运行要求，需对该环网箱进行更换。具体处理过程如下：

图2 故障线路示意图

为减少故障停电影响，首先将故障线路由热备用转检修，并断开#1杆引流线，合联络开关，调联络线路恢复故障线路101环网箱后段线路供电。

紧急调拨备用环网箱并联系电缆头制作人员，将故障环网箱拆除并对备用环网箱进行试验和调试，合格后进行更换。

环网箱更换完成后，出线间隔冷备用状态下，停联络线路重合闸并带电连接#1杆引流线。

进线间隔冷备用状态下，汇报线路故障处理完毕，故障线路送电；合进线开关，环网箱送电。

进出线间隔二次核相正确后，合出线开关，线路合环运行；分联络开关，解环，故障抢修完毕。

2 故障原因分析

该故障环网箱为某公司2015年5月生产，绝缘介质为SF6，由2进线（负荷开关柜）+4出线（断路器柜）+1TA+1DTU组成，发生故障的间隔为TA间隔，其结构图如图3所示。

图3 故障环网箱TA间隔结构图

如图3所示，顶部母线通过铜棒加装T型电缆头与左侧柜子的外锥母线套管相连，再通过三工位的隔离开关、铜排及熔丝连接到下置TA。

2.1 故障间隔TA

从图4可以看出，TA间隔二次绕组接线盒处被电弧高温烧毁变形，柜内二次电缆护套及电缆外皮烧损。TA本体外观完好，环氧树脂表面无开裂、击穿、烧毁等现象，二次绕组接线盒内端子接线正常，且经量测相间绝缘正常，综上所述TA不是故障的起源。

图4 故障环网箱TA

2.2 故障TA间隔熔断器

从图5可以看出，熔断器在本次故障中发生了炸管现象，熔断器上端熔丝卡夹安装位置的铜排已被瞬间的电弧高温烧蚀掉，下端熔丝卡夹还固定在铜排上。因此判断熔断器不是本次故障的起源，其熔管爆炸应该是其上端的三相熔丝卡夹部位发生电弧闪络搭接，瞬间产生的电弧高温导致熔管发生爆炸。这从其下游侧2个TA无异常也可以得到证实。

图5 故障TA间隔熔断器

2.3 TA间隔开关室

经检查，TA间隔母线铜棒与左侧柜子外锥套管搭接处的部位状态正常，铜棒上的T型电缆头擦拭后外观也正常，无爬电、烧蚀等异常现象。但开关室内凝露现象较严重，铜棒、隔离开关支撑绝缘子表面存在密密麻麻的小水珠；隔离开关上端触头座、铜棒搭接面、螺丝、垫片都有明显的铜绿和锈蚀现象；隔离开关相间隔板上有蜘蛛网状的放电痕迹，如图6所示。

图6 故障TA间隔开关室内照片

该环网箱安装在该户外环网箱安装在一条小渠边，现场环境较潮湿，且故障前几日持续降雨，昼夜温差较大，极易形成凝露现象。考虑运行环境并综合以上分析判断，TA间隔内的熔丝卡夹存在导体尖端，导体尖端的电荷较密集，尖端附近的电场也较强。在长时间凝露条件下，相间绝缘强度逐渐较低，发生尖端放电，造成相间高压闪络搭接，形成三相短路故障。