一起直流接地引起的断路器跳闸事件分析

一起直流接地引起的断路器跳闸事件分析作者：胡春林
来源：《科技与创新》 2015年第19期
文章编号：2095－6835（2015）19－0092－02
胡春林
（四川省电力公司检修公司，四川南充 637500）
摘要：2014-10，500 kV 达州变电站发生了一起因C 相开关机构箱内SF6 低气压闭锁继电器信号及跳闸闭锁接点间绝缘降低所致的信号直流正电窜入控制直流，造成2 号主变5033 开关跳闸的事件。

关键词：直流接地；断路器跳闸；控制电流；故障查找
中图分类号：TM561 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.19.092
事件发生前，500 kV 达州变电站所有设备按标准运行方式运行。

站内无检修预试工作，5033 开关跳闸未造成负荷损失，导致2 号主变高压侧5032 单开关运行，降低了2 号主变运行可靠性，如图1 所示。

1 跳闸简要情况及原因分析
2014-10-08T19：02—19：53，达州站后台发现全站公用直流屏1 号、2 号主馈线柜直流接地信号和复归信号。

巡视发现，Ⅰ段直流正接地发生在500 kV5031、5032、5033 开关测控屏回路，Ⅱ段直流负接地发生在5033 断路器保护屏回路上。

为了避免出现直流两点接地造成开关误动或拒动，对500 kV5031、5032、5033 开关测控屏回路进行拉路查找，20：01，当拉开直流分屏上5031、5032、5033 开关测控屏总电源空开时，5033开关跳闸，两段直流接地信号均复归。

1.1 故障查找和处置过程
5033 开关保护装置电源
取自II 段直流馈线屏，5031、5032、5033 开关测控装置取自I、II 段直流馈线屏经切换后的电源，在I、II 段直流空开均投入的情况下，直流切换装置默认为I 段直流供电，在I
段直流失电后，切换装置自动切换至II 段直流。

5031、5032、5033开关测控直流回路原理图
如图2 所示。

现场检查发现，5033 开关C 相第二组跳闸回路和信号回路对地绝缘低（小于5 MΩ）。

合上第二组操作电源后，检查发现5033 开关C 相信号回路带有正电，且在110 V 左右（5033
测控电源空开已拉开），可以确定5033 开关第二组操作电源已窜入到5033 开关信号电源回路中。

对5033 开关机构内跳闸回路进行分析，第二组跳闸回路中串接有“远方/就地”切换开关、SF6 闭锁继电器和BG1 辅助接点，解开以上三个元件在机构端子排上的接线，分别对地摇绝缘，发现闭锁继电器K10 外部接线（11、24）对地绝缘在5 MΩ以下，说明K10 继电器及其上下两端至端子排的接线存在绝缘降低的问题。

经检查发现，K10 继电器底座上中间螺丝处有润滑剂，且底座上有明显的裂痕，将K10 继电器拨出后，操作回路与信号回路之间的绝缘恢复，插上
K10 继电器后，操作回路与信号回路之间的短接现象再次出现（现场反复试验3 次，情况相同）。

由此可以断定K10 继电器或其底座内确实存在操作回路与信号回路短路的现象。

将K10 继电器拆下，对其3 组接点进行测量，并对3 组接点之间进行绝缘检查，发现继
电器内的3 组接点之间绝缘均正常，排除继电器本身故障的原因。

拆开K10 底座进行检查，并对各接线座进行绝缘检查，发现底座上接线端11 与接线端21之间绝缘下降到1 MΩ以下，继
续拆解底座接线连接片，发现底座内部信号回路用的接点（21、24）与操作回路用的接点（11、12）内有污点，但并非灼伤和烧蚀的痕迹。

第二组操作回路与信号回路在K10 内的联系图如图
3 所示。

K10 继电器底座有裂纹，且信号回路用的接点与操作回路用的接点之间有污染物存在，11 与21 之间的绝缘几乎为零。

由此可以确定，K10 底座内（11、12）与（21、24）两组接点的
绝缘低，导致5033 开关信号回路的直流窜入第二组跳闸回路，是5033 断路器分闸的原因。

更换同型号K10 继电器，并对回路绝缘进行检查，分别合上信号电源、第一组操作电源、
第二组操作电源，并测量回路电压，测试结果正常。

对开关进行了分合闸试验，结果正常。

1.2 跳闸原因分析
运行人员在发现直流I 段有正接地、II 段有负接地现象时，对系统进行拉路操作。

在拉
开51 小室直流I 段馈线屏上“5031、5032、5033 开关测控柜电源I”总空开后，测控装置上
的电源自动转换地自动将信号电源由Ⅰ段直流切至II 段直流上，导致5033 开关II 段上的信
号直流正极窜入II 段上的操作回路，使跳圈动作跳闸。

5033 开关C 相机构内闭锁继电器K10 底座有污点和破裂现象，且在运行中，底座上面还
有大块的润滑剂与底座后挡板粘连，导致K10 上通过的信号回路与操作回路有导通，同时存在
接地现象。

如图4 所示，在5033 开关处于合位时，机构内的操作回路均带负电，此时回路上
的接地均报负接地，而此操作回路为II段直流提供，所以报II 段直流负接地，而信号回路由
I 段直流供电。

当接点24 与接点12 之间因绝缘降低发生间歇性短接，此时信号回路的接地应为正接地，所以报I 段直流正接地。

5033 开关跳闸原因为直流II 段的信号回路正电通过K10继电器中的信号，与跳闸接点窜
入到5033 开关第二组跳闸回路，5033 开关C 相跳闸后由机构内不一致继电器动作后，再三相跳闸。

跳闸后，K10 继电器中的跳闸回路应不带电，所以直流II段接地应复归，而信号回路仍然带电，如果接地点仍然存在，则信号回路应报直流正接地，但通过分析前期监控信息可以看出，两段直流接地并非稳定的金属性接地，而是间歇性接地，也可能存在因跳闸时开关震动，使接
点对地阻值发生变化，而使接地点消失的现象。

2 防范措施
开展隐患排查，对所有同型号的断路器机构进行排查，检查其他继电器是否同样存在底座
破裂的情况，并在机构箱内K10、K9 等继电器上加装挡板，以防此类情况再次发生。

优化K10 继电器的接线方式。

从本次跳闸可以看出，K10继电器操作回路使用的是11、12 接点，信号回路使用的是21、22 接点，两对接点相距较近，如果将信号接点改用31、32 接点，则信号与操作两组接点之间距离增大，则发生两组使用中的接点短接的概率就大大减小，避免
事故的发生。

明确直流接地故障查找的基本原则、方法、主要危险点，明确请示汇报的流程，并开展现
场培训，提高运行人员的处置技能。

〔编辑：王霞〕。