低压输出柜越级跳闸原因分析

民航宁夏空管分局 安 辉

本文以某空管局进近管制室低压配电柜内断路器越级跳闸事件为例，采用由果及因的倒推排故方法分析，详细阐述了故障原因并给出防范措施，为今后运行和维护提供借鉴。

在低压配电系统中，断路器在安全保障方面发挥着重要关键角色，也是功能最完善的保护电器，被用到供配电的各个关键环节。它不仅可以切断电路过载电流，防止进一步导致的损失和危险，还可根据不同需要，配备不同的继电器或脱扣器，及参数设置的不同，起到多重保护。但在实际操作中，我们经常只考虑到它的型号和用途分类，对于断路器在使用过程中如何调整参数以及应该配合的工具产品了解的并不是多。因此断路器设置偏差或配置错误造成的越级跳闸，在电力系统特别是低压配电系统中时有发生，发生越级跳闸事件会使故障进一步扩大，给日常安全生产带来巨大威胁。

1 故障情况

2020年某日某空管分局技术部门人员接到进近管制用户通知，进近管制室部分指挥席位黑屏。此时监控室值班人员也发现部分监控终端显示器出现闪断现象，服务器未重启。

接到通知后，供电室及其他相关科室人员迅速前往查看。逐个打开配电箱，发现设备黑屏原因为：B路静态转换开关STS输出配电柜电源总空开跳闸（各支路输出空开均在合闸状态），造成所有接在此配电箱下的负载停电宕机。

现场在确认不影响用户设备运行情况的前提下，供电室人员采取以下操作：

（1）检查停电设备所接电源无明显短路造成的明火及起烟情况。（2）检查A路STS及输出均正常。

（3）检查该停电配电箱内空开外观及线路端子状态正常。

（4）断开该故障配电柜内所有支路开关。

（5）对跳闸总空开进行合闸操作，各科室配合逐级完成支路空开合闸操作正常，供电恢复，进近四扇及主任席各主要设备启动正常。

2 故障原因分析

2.1 其他连锁故障告警

在电恢复后，供电技术人员现场观察1h左右，设备运行正常，测量配电箱内输入输出电压及电流值均在正常范围内无异常现象。随后对楼内整体配电系统进行全面检查后发现在同一时间有以下设备告警信息：

（1）B路集中UPS显示逆变不同步告警。

（2）进近管用户B路STS显示负载峰值过流故障，同时出现输入不同步并切换至备用路告警。

（3）进近管制用户A路STS、塔台用户A/B路STS均显示输入源不同步，切换至备用路告警信息

2.2 故障现象分析

通过对以上故障现象梳理并对照整体供电线路系统图（如图1），可确认此次故障为末端大电流造成的整个供电网络连锁反应现象。直接故障点为进近管制用户STS B路输出柜后端短路，瞬间大电流造成输出柜内空开越级跳闸（断路器跳闸必须符合两个条件，第一是故障电流大小达到设定值，第二是故障电流持续时间达到设定时间长长度。而在供电系统中有时候故障电流会同时满足多级断路器条件，而越不越级跳闸取决于速断时间），从而造成该配电柜下端所有设备停电宕机，而大电流并未至于此，同时对B路STS产生冲击，出现峰值过流告警信息，继续对上级UPS产生冲击造成UPS输出波动显示逆变不同步告警，致使该UPS下端负载均等效出现电网闪落现象，所以监控室值班人员也发现部分显示器闪断，并造成了塔台用户和进近用户所有B路主用STS出现切换至备用工作路工作。

图1 供电故障示意图

2.3 由果及因分析

采用由果及因方法从人、机、环、管四个方面分析造成断电的原因。思维导图如图2所示。

图2 故障思维导图

通过倒推方法，已详细列出了可能造成设备掉电的各个风险环节。对照本案例，得出以下隐患点：

（1）供电设计初，未考虑主从断路器瞬时脱扣整定值，存在越级跳闸隐患。

（2）进近室静态开关STS主用都设置为老UPS（B路），造成供电集中隐患。

（3）供电建设完成后，各科室忽视设备梳理及隐患排查，存在设备集中接到B路，标识不清隐患。

（4）供电线路在穿墙后未对孔洞防堵，存在鼠患隐患。

3 整改及防范措施

经过故障分析后，针对此类连锁故障采取以下防范措施。

（1）针对类似进近室末级配电箱，将进线断路器与馈电断路器的短路保护动作门限电流值之比为设置为1.5倍，动作时间时间长改为70ms，以防止越级跳闸，扩大事故范围。

（2）设置主备STS供电输入，避免集中供电。

（3）梳理设备线路，并将末端设备分开接入主备电源，避免大面积停机。

（4）对电缆穿线孔洞进行封堵，做好防鼠工作。

电力运行的安全可靠是一项复杂的保障工作，为防止故障范围的扩大化应考虑到各个方面。断路器电流保护在低压配电系统中有着重要的意义，正确、科学的使用断路器可以有效的提高低压配电系统的运行性能，尤其在对供电要求较高的单位，更应该注意断路器的科学选型，通盘考虑，合理整定运行参数，保证配电系统的稳定运行。