**賞析：一起由雷擊引起35 kv開關櫃內部放電引發的思考
1 前言
目前35kv高壓開關櫃廣泛應用於變電站，其技術在近十年來有了較大進步。但在設計、安裝和執行維護等方面仍存在著不同程度的問題。35kv開關絕緣損壞發生故障，開關**等時有發生，對變電所的安全執行構成了明顯的威脅，高壓開關櫃作為電力系統中乙個非常重要的電氣裝置，其內部絕緣部分的缺陷或劣化、導電連線部分的接觸不良都將威脅到電力系統的安全穩定執行。
根據1989—2023年間全國電力系統6—10kv開關櫃事故統計，絕緣盒載流引起的故障佔總數的40．2％ ，其中由於絕緣部分的閃絡造成的事故佔絕緣事故總數的79．0％。我電力公司近幾年也出現了多起高壓開關櫃內部短路事故，通過對這些事故的原因進行調查分析，並提出行之有效的解決方法，這對我們預防類似事故，提高電力系統安全穩定執行可靠性有著十分重要的意義。
2 事故全過程回放
2．1 事故概述
2023年9月1日11：57分，當時雷雨交加，220k~某變出現「黃壇3209線b相接地」訊號(35kv線路)。當值人員匯報排程後，在排程要求下試拉黃壇3209開關，此時後台又相繼出現「35kv ii母母差保護動作」、「紡織3204開關跳閘」、「岔路3208開關跳閘」、「躍電3210開關跳閘」、「2#主變35kv開關跳閘」、「電容3200開關跳閘」等一系列訊號，至此35kv ii段母線上所有開關全部跳開。
2．2 事故檢查情況
值班人員現場檢查情況如下：黃壇3209線路避雷器動作一次；35kv母差保護(bp一2b)動作報告顯示：「母差差流：
26a，故障相：abc」；35kv開關室內有一股極其微弱的燒焦氣味。
為查詢故障點，隨後區調下令將35kv 1i段母線上的各出線開關改為冷備用、35kv ii段母線改為檢修。待上述操作完畢後，檢修人員檢查發現：躍電3210開關a相下觸頭支援瓷瓶有擊穿痕跡，開關a、b、c三相觸頭的塑料外套及櫃內絕緣擋板有放電痕跡，櫃內保護ct在短路電動力作用下被拉裂損壞。
為了檢查裝置損壞程度以及確定35kv ii段母線上其他間隔是否存在故障點，檢修人員對相關裝置進行了耐壓試驗；經過試驗驗證，除躍電3210開關櫃內觸頭外套等放電套管以及保護ct拉裂需要更換外，其他裝置均正常。
3 事故暴露出的一些問題
綜上所述，此次裝置故障引起事故的主要原因在於：惡劣天氣情況下，雷擊使黃壇3209線發生b相接地故障，a、c相電壓公升高且產生間歇性電弧接地過電壓；躍電3210開關櫃內尤其是手車下觸頭至後櫃處出現絕緣薄弱的地方，導致承受不了雷擊帶來的間歇性電弧接地過電壓，造成三相短路，並最終導致母差保護動作。
此次裝置故障引發的事故至少暴露出以下幾方面的問題：
(1)產品工藝質量不良。
此次發生絕緣擊穿的裝置是耐吉公司生產的kyn61 b型金屬鎧裝櫃，配zn85型真空斷路器。從運**況來看，該型別的開關櫃在正常操作過程中經常會出現連鎖件變形、櫃內絕緣件放電、手車位置不到位等缺陷，總體上整個櫃型問題偏多，而使用中的abb開關卻從未出現此類問題。這暴露出耐吉開關在設計、結構、絕緣材質選型等方面還存在諸多問題，如選用的導體材料電導率不滿足要求、導體原材料純度不夠以及生產工藝不精等。
(2)櫃體檢查維護措施不力，櫃內發熱缺乏有效的監測手段。
目前，封閉式開關櫃已在電網中大量使用，而開關櫃的內部發熱問題一直是電力安全生產中的乙個難題。若線路負荷過重或者線路受到短路電流的衝擊，裝置的薄弱環節就會發熱，如接頭部位。接頭發熱後其材料的機械強度、物理效能、絕緣強度都將下降，從而導致接頭彈性老化、接觸不良。
此種情況若得不到及時處理，發展下去則可能導致裝置故障進而引發事故。由於平時開關櫃處於封閉狀態，因此我單位採用的紅外測溫儀無法透過櫃門測量內部裝置；封閉式櫃門的大部分接頭透過觀察窗無法看到，若採用貼上測溫蠟片的方法測溫，那也只能在開關停電檢修時檢查接頭有無過熱情況，對於事故預防作用不大。用手摸櫃門感知櫃內溫度，通過異常氣味、聲響發現裝置過熱等方法具有很大的隨意性和偶然性，不夠科學、嚴謹。
(3)裝置安裝質量不高、工藝不嚴，檢修維修質量有待提高。
施工安裝時，高壓開關櫃內小車式開關動觸頭與固定的靜觸頭位置如有偏差，開關推入後動靜觸頭就可能接觸不實，造成過熱；部分安裝或檢修人員在工作時認為連線螺栓擰得愈緊愈好，其實不然。特別是鋁質母線，彈性係數小，當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時，若材料的強度差，再繼續增加不當的壓力，將會造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大，從而影響導體接觸效果；另外在安裝檢修工藝過程中，如母線在加工、連線、安裝過程中，對母線接觸表面處理不到位、不平整、不光滑、沒有塗專用電力脂等，導致有效接觸面積減少接觸電阻增大而發熱。
(4)高壓開關室的整體設計欠妥，除潮措施不力。高壓開關室內的視窗和換氣口設定不夠合理，平日陽光無法照射進來，室內空氣流通不夠，室內除潮除濕控制裝置未按規定正確投入；同時櫃體內未設定除潮裝置，絕緣隔板產生缺陷後絕緣水平降低，從而易引起絕緣隔板與觸頭等其他部件之問的閃絡放電。
4 解決方案和措施
針對以上暴露出的問題，筆者認為應該從以下幾個方面進行加強和處理：
(1)對耐吉產kyn61 b型金屬鎧裝櫃開展更換改造工作，對現有尚不能退役的進行更換絕緣件(觸頭盒、套管、絕緣子等)處理，更換為優質產品，提高絕緣強度和阻燃水平。裝置故障作為突發性故障，令執行人員防不勝防。但是在條件允許的情況下採用質量更好的產品(如abb開關)無疑將大大降低裝置故障機率，同時也將釋放執行人員身上的一部分壓力。
(2)採取科學有效的方法對高壓開關櫃內部溫度實行**監測。gb／t11022—1999《高壓開關裝置和控制裝置標準的共同技術要求》規定，在開關裝置溫公升試驗規定的條件下，當周圍空氣溫度不超過40℃時，高壓開關裝置和控制裝置部件的溫公升極限如表1所示 。
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受手摸感知櫃內溫度方法的啟示，可以考慮在開關櫃內排氣孔處安裝溫度感測器，設定感測器監測到櫃內空氣溫度值或空氣溫度與環境溫度差值達到規定值即發出報警訊號。溫度訊號通過a／d轉換後輸入到計算機，然後計算機通過採集到的開關負荷資料與之進行對比分析，確定開關負荷和溫度之間的曲線關係，最後通過負荷一溫度曲線確定報警溫度值。對於有人值班變電所，值班人員可以直接通過後台監控計算機對開關櫃溫度進行**監測；對於無人值班變電所，則可以將過熱訊號作為遙測量通過資料網傳送到監控中心。
這一測溫方法溫度感測器安裝方便簡單，投入較小，執行可靠，技術成熟後即可在變電站內大量應用 。
隨著感測器、訊號處理、計算機以及人工智慧技術的發展，使得對開關櫃溫度狀態進行**監測，及時發現故障隱患並對累計性故障做出**成為可能，從而實現遠端預警功能。它對於保證開關櫃的正常執行，減少維修次數，提高電力系統的執行可靠性和自動化程度具有重要意義。
(3)加強專業人員的技能培訓，提高裝置安裝、檢修、維護質量。任何事故的發生都不是偶然的，乙個裝置在生產、安裝、檢修、維護過程中任何乙個環節出現疏忽都可能導致事故。因此從裝置安裝伊始，執行部門就要加強檢查、巡視和驗收力度，防患於未然；組織專業人員對新裝置工藝質量進行技術檢查驗收，同時會同有關科研部門探索金屬性探傷的有效方法；盡量調整系統執行方式，提高紅外測溫的有效性。
(4)做到四個加強：加強對國產開關櫃的執行巡視、預試和檢修工作，重視母線和開關耐壓試驗；加強對櫃內裝置的檢查和清掃，及時消除缺陷和隱患；加強對櫃體內高壓裝置的除潮除濕措施；加強專業化管理，提高裝置的耐壓水平。
5 結語
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