京沪高铁配电所避雷器烧毁分析及改进措施
0 引言
京沪高铁固镇10 kV配电所楼固线地方电源引自地方楼东110/10 kV变电站，线路全长 12.05 km，其中架空线路6.142 km，直埋电缆 5.9 km。架空线路较长，跨越城区、乡村、田野等复杂区段，大风雷雨天气下经常发生线间和对地短路故障。
2017年5月5日，固镇配电所楼固线电源进线及计量柜（西门子NXPLUS C型）故障，开关柜气室烧穿，开关柜高低压和控制电缆、电缆终端头、避雷器、计量表烧毁，并造成配电所楼固线侧高低压设备SCADA通信全部中断。
本文综合分析配电所故障信息，还原故障情景，进行故障影响因素分析并提出改进措施。
1 故障概况
1.1 故障经过
2017年5月5日17：34，蚌埠维管段调度接到铁路局供电调度通知，固镇10 kV配电所楼固线侧设备故障，进线及计量柜气体压力异常告警，电调台与配电所楼固线侧高低压设备远动通信中断，无法监视、控制电力设备。供电调度通过远动倒闸由电源二带全所负荷运行。
18：10，工区人员前往现场确认，固镇配电所进线及计量柜电缆仓盖板烧损，SF6气压表指示红色区域，楼固线侧所用变压器交流馈线开关断开，电缆仓内电缆头及避雷器烧损，通信交换机电源电缆烧损失电。
5月6日，抢修人员重新敷设交流盘至楼固线侧开关柜间电力电缆，交换机恢复用电，通信正常。
1.2 故障分析
固镇10 kV配电所楼固线侧一次主接线图（局部）见图1。
图1 固镇配电所楼固线侧主接线（局部）
正常运行时，10 kV外部电源经固镇配电所进线及计费N01柜引入I段母线，经电源N05柜向III段母线负荷供电，1011、1031、1051GK常闭。外部电源停电时，N05柜105DL失压跳闸，所用变压器一低压侧馈出停电。
固镇10 kV配电所开关柜故障通信管理机电源线烧损后，SCADA通信中断，综合自动化系统后台无开关动作及监测数据信息，但通过交流屏进线电源投切情况可辅助判断外部电源停送电情况，加以其他信息可大致还原事故情景。
1.3 报文和记录
继电保护装置故障报文和交流屏电源自动投切信息如下：
14：00：07：782，固镇配电所母线低压保护动作，动作信息：A相电流0.001 A，B相电流 0.002 A，C相电流0.002 A；A相电压1.270 V，B相电压3.385 V，C相电压2.245 V；零序电流 0.000 A。
14：00：08：898，固镇配电所进线低压保护动作，动作信息：A、B、C相电流均为0.000 A，A相电压0.166 V，B相电压0.104 V，C相电压0.103 V；零序电流0.000 A。
14：00：11：875，交流盘进线电源一开关FQ1分闸，交流屏进线母联开关FQ3合闸。
14：02：56：426，交流盘进线电源一开关FQ1合闸，交流屏进线母联开关FQ3分闸。
15：07：22：863，交流盘进线电源一开关FQ1分闸，交流屏进线母联开关FQ3合闸。
15：07：26，故障电源侧进线、馈线、调压器、无功补偿等7个保护装置通信中断。
15：56：54：673，交流盘进线电源一开关FQ1合闸，交流屏进线母联开关FQ3分闸。
16：03：02：618，N01进线及计量柜SF6欠压报警。
17：30：33：212，交流盘进线电源一开关FQ1分闸，交流屏进线母联开关QF3合闸。
1.4 故障还原
查阅电源进线负荷曲线和开关动作记录，确认14：00楼固线外部电源停电；查阅故障侧交流屏电源开关动作情况，确认14：02故障侧外部电源恢复，15：07故障侧电源停电，固镇所楼固侧通信中断，15：56故障侧电源恢复，17：30故障侧电源停电。
查阅继电保护装置进线电压监测数据，15：07起，1 min电压采样查询数据保持在10.1 kV不再变化。查询SOE事件记录，15：07起，故障侧运行数据通信中断。15：56故障侧电源恢复，通信依旧中断。SOE事件记录显示，16：03，N01进线及计量柜SF6气体欠压。
综上认为，5月5日14：00，固镇配电所楼固线10 kV地方电源故障失电，14：02外部电源恢复，15：07停电，15：07起通信交换机失电导致通信中断，此时进线及计量柜低压间已经起火，导致电力电缆烧损，供电中断。15：56电源恢复，16：03进线及计量柜SF6欠压告警，此时气室应已烧损。17：30进线电源停电。电缆仓内避雷器故障时间在14：02～15：07之间。
2 故障现象分析
固镇配电所进线及计量柜采用欧式肘型插拔电缆头和后插式避雷器，对比设备烧损情况，发现C相避雷器（型号CJBKP10）的烧损程度较另外两相严重，C相左侧的柜体铁板烧损严重，判断故障源头为C相避雷器，燃烧蔓延至A、B相，高温引燃低压间电力、控制电缆和通信网线。
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