寒冷东北地区对箱变的故障原因分析

发布时间：2020-12-02

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1 箱变型式、主要参数和技术指标

1.1箱变型式

箱变容量为800kVA～1 600kVA，高压单元设有负荷开关及高压熔断器，低压单元设有框架式空气自动开关(断路器)，二次元件的电源引自箱变内设置的控制变压器，箱变高、低压侧均采用电缆进出线的方式，高、低压侧均设有避雷器。

1.2箱变的主要参数

高压侧额定电压：35kV或10kV；低压侧额定电压：0.69kV；额定电流：满足风机要求；高压侧额定开断电流：31.5kA；低压侧额定开断电流：50kA以上；绝缘耐热等级：A级；接线组别：D,yn11。

1.3主要技术指标

采用S10及以上的自然冷却油浸低损耗型变压器；泄漏比距应按照不小于2.5m/kV考虑；硅钢片应采用低损耗型；箱变的整体防护等级应不低于IP54，沿海地区应为I P56；箱变开门后应有防大风损坏的闭锁装置；箱变内部电气设备应采用单元式结构，各元件之间应装有绝缘隔板；高压配电装置小室设五防联锁机械装置，高压电缆进线室门安装电磁锁，当35kV侧带电时，室门不能打开；箱变内所有设备应根据设备安装当地的海拔高度，对设备参数、选型及绝缘水平进行修正计算；箱变的进出线应留有连接两根以上电缆的接线端子排；在没有安装电缆前，箱变的底部应为全密封结构；低压断路器的额定短路开断电流应不小于50kA。

2 箱变部分故障汇总及原因分析

2.1故障案例1

内蒙古地区某项目，工作人员准备对某品牌箱变低压开关合闸，此前变压器已整体带电，低压断路器进线侧母线及开关上口带电，低压断路器出线侧母线、开关下口及电缆未带电，在合箱变二次侧小开关的过程中，低压断路器进线侧母线突然发生短路事故，引发的弧光烧伤了合闸操作人员，低压开关和母线基本烧毁。故障引发了低压断路器从安装架脱落、低压断路器上桩头熔蚀，使箱变低压侧开关室严重损毁，高压侧B相熔管动作。

故障直接原因：由于开关产品质量不合格，造成开关内部(上桩头处)相间短路，从而引发了本次事故。
间接原因：箱变的结构设计不合理，在开关与母线之间缺少绝缘隔板，致使事故扩大化，造成了“火烧联营”的局面。

2.2故障案例2

内蒙古地区某项目，部分箱变存在渗油、进雪及低压断路器声响异常等缺陷，严重的甚至由此发生低压母线短路，并烧毁断路器的严重故障。

渗油原因：密封结构不合理，对长途运输考虑不足，密封件选用不当及质量不合格。
箱变进雪、进沙尘原因：箱体密封达不到IP54设计要求，箱变的结构设计对当地的自然气象条件考虑不足，选用的密封胶及密封垫不满足要求。
断路器异常声响的原因：部分低压断路器存在质量问题，抽出式框架断路器触头设计结构有缺陷。

2.3故障案例3

西北地区某项目，部分箱变在运行中由于电缆插头故障引发电缆连接处着火，并烧毁高压熔断器，高压熔断器烧毁后，与箱变内壁粘连在一起，致使熔断器无法拔出。

主要原因：电缆插头结构设计不合理，10kV电缆插头采用拔插式结构，电缆连接头两端没有紧固的机构，使电缆头两端不牢固，接触面不足或虚接，从而引发了电缆连接处发热、着火、短路故障。
次要原因：现场安装时，箱变制造厂指导不足，施工单位安装不规范，造成安装电缆插头时，预紧力不够，导致电缆头的连接不实。

3 整改及防范措施

3.1渗油问题

建议加强焊接工序质量控制，严把水压检测试验关，并在密封结构、密封材料选用，以及密封坚固工序上道道把关，并且做好运输、安装过程中的防震措施。

3.2箱体密封问题

箱变和基础间隙、箱变整体结构缺陷是进雪的主要原因。为有效解决这个问题，一方面应当改进箱体结构设计和制作工艺，并在密封材料选用上充分考虑当地的气候条件和特殊使用环境。另一方面建议提前计划，确定箱变的发货时间，箱变应在基础完工后发货，避免因二次吊装而产生的设备不稳、密封不严等问题。箱变安装就位后，应及时密封箱变的基础，包括箱变底部的密封及高、低压电缆孔的封堵，以防止雨、雪及沙尘的进入。

3.3电缆问题

由于肘型拔插式电缆插头存在结构缺陷，建议采用T型预制电缆连接器。另外在高压电缆安装后，安装单位应将电缆抱箍及时紧固，防止箱变高压绝缘子或电缆头(锥)受力开裂。

3.4断路器问题

箱变低压断路器故障的主要原因是国产低压断路器质量不过关(主要是开关材质不过关)，以及断路器设计容量对使用环境和降容考虑不足够造成的。为有效解决这个问题，建议在箱变采购合同中明确要求，选用合资或同档次品牌的断路器，并要求低压侧采用单元式结构。

3.5结霜问题

建议首先应辨别结霜情况，并妥善处理技术和成本问题。当线路停电时，必须事先检查是否存在结霜现象，如存在结霜，应手工清除结霜后再送电。

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