6kV真空断路器操作中短路原因分析及处理

6kV真空断路器操作中短路原因分析及处理

【摘要】以某电厂一次6KV真空断路器操作中短路电弧伤人事故为例，分析了导致事故发生的原因，提出了应对策略，供处理类似问题时参考。

【关键词】6kV真空断路器；短路；电弧；伤人

0 引言

6kV真空断路器在送电过程中，如发生短路故障，将严重威胁人身及设备安全，影响安全生产。本文根据某电厂6kV真空断路器操作中短路电弧伤人事故，分析了送电过程中发生短路的原因，提出了相应治理措施。

1 设备概况

HS型6kV真空断路器，主要参数：额定电压：6.3kV；额定电流1250kA；额定开断短路电流：40kA ；短路关合电流：100kA；相间和对地距离为125mm。

2 事故发生过程

某电厂6kV3段母线停役检修，检修工作结束后，母线及所属开关均由检修改至冷备用状态。3名电气值班员持票到现场逐项操作。6kV3段母线充电正常后，操作人员准备将该母线上的设备逐一送电。当操作第一个设备，将开关小车由试验/检修位置推至工作位置过程中，突发开关短路故障，喷出的高温气流将小车冲回试验/检修位置，并灼伤了2名值班员。

事故发生后，专业人员到现场后看到，故障开关小车处在试验/检修位置，开关处于分闸状态，控制电源未送，经厂家确认分闸指示符合开关实际状态。故障小车面板上侧两只M5螺丝被拉断，面板向外打开约30°状态，开关仓上部面板有明显碳黑痕迹，部分塑料构件有熔化现象。隔绝该母线电源后，在安监人员的监护下，将故障开关小车拉出仓外检查，柜体上侧静触头盒内三个静触头均有烧损现象，尤其A，B 两相较严重。目测静触头盒表面没有明显的击穿及放电痕迹。下侧静触头盒内静触头及绝缘均无明显烧损痕迹。由于短路电弧作用造成安全活门起落轨道局部变形导致活门板没有下落关闭。

检查开关小车动触头，上侧三个触头烧损严重，其中A相尤为严重，约1/3 接触片已熔化脱落，紧固弹簧也熔化脱落，导电臂外侧绝缘后罩盖已烧损熔化。B相触头触片前端部有烧熔痕迹但尚未脱落，紧固弹簧亦已烧熔脱落，导电臂外侧绝缘后罩盖己与A相一样烧损熔化。C相触头也存在不同程度烧损，部分触片烧熔脱落，但导电臂外侧绝缘后罩盖基本完好。下侧三个触头均未见烧损过流痕迹。

由于故障开关在送电时控制电源仍未合上，短路后系靠上级开关“6kV3段受电开关”保护动作断开。检查确认“6kV3段受电开关”小车在工作位置，开关处于分闸状态，6kV3段受电开关综合保护装置的“过流保护”动作，故障电流（二次值）为：Ia 18.0A、Ib 18.3A、Ic 16.8A、（保护定值：14.5A）；Ibc 8.4A。

该故障开关为VCB1250A型真空断路器，目前开关动作40次。检修前电汇及开关未发现任何异常。

此次检修系计划性检修，主要安排检查6kV母线的紧固情况、母线绝缘。同时对母线的电源开关、受电开关以及下属所有馈线开关进行6kV真空断路器的试验。检修中所有试验均合格。

3 原因分析

（1）怀疑故障开关小车触头上留有异物，致使开关小车推至仓内时发生相

间短路。

经向电气试验人员及专业人员了解，在对开关试验进行时需将开关小车拉至仓外进行，试验后将开关小车推回仓内试验/检修位置，整个试验过程不超过40分钟。试验时使用的短接线为自制的标准短接线，线长约2m。试验时采用线卡对开关三相触头两两短接的方式进行。试验现场仅有2副短接线，母线上的出线开关共有8只，该故障开关为第2只进行试验的开关。因该试验工作是逐台进行，短接线肯定已经取下用于后续试验。从现场开关小车触头的烧损痕迹及遗留物来分析，虽然在现场未能发现明显的异物残留，但仍不排除触头上遗留有异物是造成本次事件的最大可能因素。

（2）开关小车进线触头外部的灭弧罩破裂，导致开关在送电时两相电弧连通，继而发生相间短路。

技术人员在对现场检查后提出一种可能，安全活门下挡板上抬略过头，致使开关小车动触头的灭弧罩撞及挡板上部后碎裂，由于近期天气湿度较大，而该开关室系临水建筑，局部湿度更大。在检修期间，开关室内的空调停用，开关仓内的电加热也停用，有可能造成活门挡板表面有轻微潮湿，搭到动触头后导致动触头AB相连通，继而发生相间短路。现场对开关清理过程中，在开关仓静触头盒内发现少量未熔化的灭弧罩碎片。将活门挡板拆下检查，下挡板正方面均有过弧痕迹。

4 治理措施

（1）进一步规范检修作业流程。所有开关在拉出仓外进行检修、试验后准备送回仓内前，必须严格检查开关本体及开关仓的状况，并经专业人员检查、确认签字后方可恢复冷备用。

（2）开关检修、试验后应由运行人员测量开关进、出线端对地、相间、断口间绝缘电阻，正常后由运行人员按照操作票进行检修恢复冷备用、热备用操作。

运行人员进行小车型或抽屉式开关拉出或推进操作过程中，必须严格按规定使用配发的电气操作面罩、穿绝缘鞋、戴绝缘手套、电弧防护服等个人劳动防护用品。防护服的袖口及领口必须钮好。

（3）联系厂家探讨对开关结构进行改造的可行性。这种类型的开关拉送电时必须开门操作。一旦拉送电过程中发生短路故障，由于仓门在开启状态，电弧、热气流将有可能通过小车与开关仓的间隙直接冲击到操作人员。探讨对开关改造的可能性，争取改为关门操作。

（4）在改造前，运行人员进行小车型或抽屉式开关拉出或推进操作过程中，必须注意缓慢、平稳加力，在抬起帘板接近静触头前应注意是否有异常放电声响，严禁使蛮力强行推拉小车以免错位或冲撞帘板或静触头。

（5）新建、扩建项目在订购3kV及以上小车型开关时，应优先选用采用闭门螺杆传动的小车开关。

（6）开关柜停役检修后，应先送上开关仓内的电加热并开启开关室内的空调除湿两小时后方可对开关正式送电。