真空断路器爆炸导致主变烧毁的原因探讨

湖北省巴东县电力公司  覃宗树

巴东县电力公司所辖的一座35 kV变电站，在一次倒闸操作中，出现10 kV真空断路器爆炸，导致主变烧毁的事故，笔者参加了安全事故调查分析处理，现对事故的现场进行介绍和分析，探讨事故的真正原因。

1 变电站基本情况

该站是巴东县电网中一座建设规模比较小、主变容量较小、地理位置比较偏远的35 kV变电站。该变电站配备一台主变，型号为S9-1250/35；35 kV进线通过户外隔离开关直接接到35 kV高压开关柜，10 kV出线共四回，高压设备全部采用的户内高压开关柜，主变高压开关柜型号是：KYN10-40.5金属封闭铠装移动式高压开关柜。主变10 kV出线开关柜型号是：XGN2-10。综合自动化设备（保护设备、监控系统）采用Builder系列设备。该变电站按少人值班形式设计安装。电气主接线图见图1。

2 事故的经过及其处理

事故前的运行方式：事故前，系统正常运行。该站35 kV、10 kV母线、主变均正常运行，该站3条10 kV出线对外供电，一条10 kV线路因机械闭锁故障待检修后供电。事故前主变实际负荷200 kW左右。

事故过程及处理。据当班人员介绍：2005年4月24日15：40左右，因10 kV出线2的开关柜机械闭锁故障，需要停电检修，因处理故障时与10 kV母线安全距离不够，为了保证安全，需要将主变低压侧断路器跳开，值班人员先跳开10 kV 101断路器，在拉开1011隔离开关后，突然听见该开关柜内有“吱吱”的放电声音，接着发生震耳的爆炸声和强烈的电弧光，开关柜内火光冲天，整个高压室内烟雾弥漫，数秒钟后，主变发出刺耳的尖叫声，主变压力释放器动作喷油，持续数秒钟后，上一级变电站线路速断保护动作跳闸，将该故障设备退出系统，导致全站供电中断。值班人员迅速拉开35 kV进线隔离开关，关闭全站所有直流电源，并将有关事故情况迅速上报调度及公司各级领导。

事故以后，对事故现场进行了认真的检查，事故造成主变低压侧开关柜彻底报废：101断路器真空泡爆炸（断路器在开位，开关的动、静触头间没有发现因分断容量不够所造成的电弧熔化的痕迹）、1011隔离开关（在开位、没有明显的带负荷拉合隔离开关电弧烧毁的现象）及引线灼伤。主变低压侧开关柜内10 kV 电流互感器及101断路器下端母排及支持瓷绝缘子灼伤。1019接地开关三相的动静触头的尖端烧伤较为严重，10 kV高压电缆没有受到损伤。

事故造成主变彻底烧毁（主变喷油、主变箱体严重变形、测试绝缘高低压绕组对地绝缘为零、低压绕组B相已经熔断）

事故后，认真检查了后台监控装置，找寻有关故障前的运行状况和事故信息。因通讯系统失灵导致事故时，没有记忆到任何事故信息和故障前的运行状况。据值班员反应已经长时间没有正常工作。

3 事故原因探析

对事故后设备的现场进行了认真的检查分析：发现事故的原因主要是由于主变10 kV侧断路器真空泡爆炸，造成相间闪络而导致三相弧光短路，因为保护装置没有可靠动作，导致事故扩大，烧毁主变。于是现场提出了几个疑点，并展开分析调查。

・事故发生时，变电站主变主保护及后备保护没有动作；

・真空断路器三相同时爆炸，造成三相短路。

3.1事故发生时该站主变主保护及后备保护没有动作

变电站的保护配置：主变主保护，配有差动、瓦斯保护。主变高压侧配置过电流后备保护。应该说，保护配置能满足要求。这次事故的故障点出现在差动保护区内，首先差动保护应该可靠动作，后来事故扩大，主变重瓦斯保护应该可靠动作，相应的后备保护也应该可靠动作。首先对现场保护装置进行了检查。检查中发现保护装置已经可靠动作，而且保护装置还发有保护动作信号（包括主变差动、瓦斯、主变后备的速断、过流），可是主变高压侧断路器并没有可靠断开。于是又对断路器控制回路进行了全面的检查，检查中发现全站所有保护装置的控制电源全部消失，经检查总控制电源的负极（-KM）保险烧毁。换上以后，全站保护装置的控制电源恢复。经分析，这个保险熔练并不是在事故中烧毁的，而是在事故前已经烧毁，如果假设是在事故中有短路导致保险烧毁的，那么在换上以后还应该继续烧毁。且在恢复控制电源后，做主变高压侧断路器（31断路器）传动试验，断路器可靠动作。由此证明保护装置在事故时可靠动作，而没有可靠传动断路器的主要原因是控制电源消失。

同时在当时的检查中发现，变电站的综合自动化装置的后台监控装置因通讯中断，处于瘫痪状态。没有能查出控制电源消失的具体时间。

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