高壓斷路器是用來執行控制和保護的電氣設備，其可靠運行直接關系到電網的安全穩定，因此其設計、制造、運輸、基建、安裝、運行和維護各環節都必須嚴格控制。本文以一起高壓斷路器燒毀故障為例，介紹事故發生經過，分析事故原因，提出相應檢修維護措施和建議，避免同類事故再次發生。

某變電站運行編號為314的真空斷路器（型號ZN12-40.5,額定電流1250A，額定短路開斷電流25kA，投入運行20個月）某日17時47分發生故障，斷路器滅弧室未熄弧，開斷失敗，發展成該斷路器相間短路，導致斷路器燒毀。發生故障時變電站所在地區暴雨并伴有雷暴，氣溫27℃左右，大風。

現場檢查

1、外觀檢查

故障后斷路器如圖1所示。經現場檢查，314斷路器在分位，機械位置正常； B、C相滅弧室有明顯過溫變色；對C相滅弧室解體后發現，觸頭燒毀；A相滅弧室金屬罩與絕緣瓷柱連接部有一1厘米長孔洞，絕緣支撐桿嚴重燒損，如圖2所示；AB相間有嚴重短路；斷路器支持絕緣子、絕緣拉桿表面碳化；柜內絕緣隔板有大量電弧噴濺，CT二次線燒毀，如圖3所示。

圖1　故障后的斷路器

圖2　燒損的A相滅弧室

圖3　故障后的開關柜內部

2、測量數據

對損壞的A、B相滅弧室進行絕緣試驗。根據國家標準，2.5厘米空氣間隙中平板電極的擊穿電壓為70.2kV,可見滅弧室極間絕緣已經被完全破壞。

原因分析

根據#2主變保護裝置錄波圖及保護動作記錄分析，在17時47分14秒274毫秒314過流保護II段動作（BC相短路，U_bc降為0，故障點應在線路），但故障未被切除，BC相短路電流一直延續，與BC相滅弧室有明顯內部過溫現象吻合，說明電弧一直在BC相滅弧室內燃燒。

在第77個周波時，原本沒有短路故障正常斷開的A相，產生了故障電流（故障點應在線路，說明斷口重擊穿，由于當時為雷雨天氣，雷擊可能性較大），U_ab、U_ca急劇降低，C相故障電流有少量增長，幅值與A相相同。

在第82個周波時，A相故障電流峰值明顯增大，三相電壓基本為0，說明故障點轉移至314開關柜內部（應為AB相間柜內短路，與現場設備損毀現象吻合）。C相故障電流無變化，說明C相故障點沒有轉移，與現場斷路器BC相間沒有短路現象吻合。

第111個周波時，三相故障電流消失（從314線路故障開始，到故障被302斷路器切除共持續2.22秒，減去斷路器固有分閘時間、燃弧時間，保護原件響應時間，與＃2變中后備過流II段5.5A/2.1s跳302定值吻合）。

分析314保護時間列表，發現17點12分33秒314斷路器跳閘后（第一次試送后的跳閘，斷路器在斷位），至17點24分19秒314斷路器第二次試送之前產生了一系列保護元件、過流、合閘加速啟動和返回事件，共有3時間階段，為16分05秒至15秒、20分06秒至21秒、30分38秒至49秒。

按以上時間段取出302錄波，發現16分、30分時各有一次故障錄波，均為三相短路。16分時段故障電流持續時間1.46秒，30分時段故障電流持續時間1.62秒，均未到345定值5.5A/1.8秒，所以變電站沒有發生保護出口。

20分時段沒有故障錄波，也沒有變電站及其所屬電廠的任何保護出口。分析為產生的故障電流比較小，沒有達到定值，故障自行消除。

16分時段和30分時段發生的故障電流與斷路器上一次滅弧間隔幾分鐘，滅弧室不可能自行重擊穿，而且故障波形體現為三相同時短路故障，所以根據當天雷雨天氣分析，斷路器在最后一次試送之前，斷口被雷電擊穿2次（或3次），由于314斷路器在斷位已不具備滅弧能力，長燃弧達1.46秒和1.62秒，直到其所屬電廠切斷故障。滅弧室在此時已經受到嚴重破壞，觸頭嚴重燒損、真空度降低，導致17：47分開斷失敗，斷路器永久性損壞。

結論與建議

綜合以上分析得出結論，314斷路器在17：12-17：30這一時段在斷位時遭受雷擊2次（或3次），真空度、滅弧元件嚴重損壞導致最后一次開斷失敗，是造成事故的直接原因。

為避免同類事故再次發生，建議如下：

(1)立即在雷電多發地區增設線路出口避雷器，優化避雷線保護角，防繞擊雷。

(2)在雷電天氣斷路器跳閘而又不能立即送電時，跳閘后盡快拉出小車（或拉開線路刀閘），防止雷擊斷路器斷口。送電時，推入小車（或合上線路刀閘）后盡快合斷路器。此種情況下投入重合閘應更有利于電網、設備的安全。

(3)堅持開展真空斷路器真空度測試，防止真空度降低造成滅弧室開斷失敗。

隨著我國電力事業的不斷發展，社會和用戶對電力供應可靠性的要求愈來愈高，特別是對重要城市提供安全可靠的電力供應已成為電力企業必須履行的社會責任。高壓斷路器在供電可靠性方面起著至關重要的作用，細小環節處理不當也可能引發嚴重后果，應予以高度重視。

（摘編自《電氣技術》，原文標題為“一起高壓斷路器燒毀故障的綜合分析”，作者為梁爽。）