全封闭开关柜爆炸事故分析及预防措施对策

全封闭开关柜爆炸事故分析及预防措施对策

发表时间：2019-01-07T16:56:41.467Z 来源：《基层建设》2018年第33期作者：魏琴梅杨艳军

[导读] 摘要：随着我国经济的飞速发展，厂矿企业对电力的需求越来越大，对电能质量的要求也越来越高。

国网太原供电公司山西太原 030006

摘要：随着我国经济的飞速发展，厂矿企业对电力的需求越来越大，对电能质量的要求也越来越高。目前电网的低压侧设备及用户的进线电源侧，均采用10kV、35kV封闭式开关柜，是高压电网给用户传输电能的关键环节，起着桥梁纽带的作用，其安全可靠运行，对电力企业的经济运行，提升电力行业的口碑。本文通过典型事故分析，对防范开关柜的事故发生，保证电能的传输流畅有重要意义。

关键词：全封闭开关柜爆炸事故分析预防

1、事故简述

X变电站共有110kV和10kV两个电压等级，主变压器2台。110kV设备为户外GIS设备，10kV设备为金属铠装开关柜。该事故前运行方式为：110kV为内桥接线，10kV母线为单母分段运行，1#、2#主变带110kV、10kV相应的I、II 段母线分列运行。X年2月16日00时02分，10kV 1号主变低后备保护动作，主变801开关跳闸。10kVA母失压，所带用户出线及1#所用、1#电容器开关失压。到现场检查发现10kV盛地线816开关柜内爆炸，引发1#主变801低后备跳开801（816保护装置电源跳开，保护无信息），事故处理将退出10kV备投，10kV所有出线转冷备用，10kVA母转检修。同样的事故还在其他变电站发生过三起。

2、现场检查及处理情况

事故发生后，变电检修人员立刻赶到该现场，10kV配电室浓烟滚滚气味刺鼻，发生事故的816开关柜母线侧上部炸开，开关柜门前部发黑变形，窗户玻璃破碎。经过通风后，检查816开关已遭受严重损坏，柜内配置的开关型号为ZN63A(VS1)-12/1250-40（额定电流：1250A，额定短路开断电流：40kA），开关本体上侧三相触头有不同程度的烧伤痕迹，A相上侧静触头严重烧伤，烧损痕迹非常明显如图1所示。三相触头上触指固定弹簧变形发黑，C相触指弹簧部分已烧断，严重变形且已无法复位。变电检修人员对816开关柜内损坏的设备进行更换处理完毕后，高压试验人员紧接着对10kV母线及所带出线间隔设备进行了相关试验，均不符合规定。新更换了816开关及母线绝缘支柱瓶并进行绝缘电阻、交流耐压试验等各类试验均合格。

图1 开关及触指弹簧烧损

3、分析本次事故原因反映出的问题

从设备损坏情况看，816开关本体及A相触头损坏程度最大，初步分析故障的引发点在A相。在正常运行情况下，三相触头间的空气距离、三相母线之间及对地之间的空气净距远大于125mm，发生击穿的原因是空气绝缘降低，有效绝缘距离减小，进而引发相间（三相）短路。开关柜故障，一般会波及母线，需要主变压器后备保护动作切除故障，动作时限长，主变压器受到近区短路电流的冲击，缩短主变压器使用寿命，甚至烧毁。

5、整改措施

本次事故的发生，间接反映了KYN28-12(Z) 的金属铠装全封闭开关柜设计缺陷，在运行过程中无法对开关触头进行测温检查，即使柜内触头有异常现象也无法及时发现，该隐患长期存在。为确保全封闭10kV开关柜能够安全可靠运行，针对本次事故暴露出的问题，制定了有针对性的整改措施。主要包括：

1.开关柜防潮。该变电站10kV电缆夹层有积水，开关柜内潮气上浮，相间绝缘降低，针对老旧变电站的改造，在电缆夹层重新制作防水，并更换网孔状电缆盖板，保证通风良好。

2.完善防小动物措施。开关柜内封堵检查清，捕鼠器、粘鼠板的布设，防止小动物造成短路。

3.触头侧增设防爆玻璃观察孔。变电站状态检修周期长，无法及时对开关柜内开关的触头紧固情况、接触情况等进行全面检查。尤其母线停电很少，柜内静触头的运行状况监测不到，如果改变开关柜的外形结构，触头侧增设防爆玻璃观察孔，能实时掌握导电部和绝缘部

分运行状况。

4.加装无线无源测温装置。全封闭开关柜在本地区数量较多，柜内开关导电部位及金属接触部位均被环氧树脂绝缘筒封闭，两者均存在散热不良的缺点，开关触头的发热导致触头接触部位氧化，接触电阻增加，弹簧过热变形，触指拉力下降，造成恶性循环，接触电阻增大，导致发热。建议在该类开关的动静触头上加装无线无源测温装置，开关柜体上加装无线无源测温接收显示装置，加强对开关触头温度的监测。

5.缩短检修周期。对于城市内及城市周边负荷变化较大的变电站应加强主设备巡视检查工作。为及时检查发现该类发热隐患问题，缩短KYN28–12（N）型开关柜状态检修周期。尤其尽快对同类型10kV出线开关柜进行检查。

6.加装散热装置。对KYN28–12(N) 型开关柜内增加具有自动控制功能的风扇进行散热、柜体开孔等措施。

7.重点监视重载负荷开关柜。对开关负荷较大达到而定负荷的80%的回路，进行重点监测，测温。

6、结束语

该系列开关柜数量众多，且具有较好的密闭性，防范措施不到位，开关触头及绝缘的故障隐患就会存在，直接影响设备的安全稳定运行，严重者造成短路爆炸事故。因此，加强此类开关柜的巡视，制定对应的整改措施，举一反三，对预防同类型事故的发生，确保电网安全稳定运行至关重要。

参考文献：

[1].KYN28A-12全封闭开关柜说明书

[2].万涛，杨栋，张媛媛，等.一起10kV开关柜爆炸事故的分析和预控[J].中小企业管理与科技，2015，23（19）：250.