ZW32-12真空断路器运行故障分析大全

1. 断路器概况

ZW32-12型户外高压真空断路器为额定电压12kV，三相交流50HZ的户外配电设备。主要用于开断、关合电力系统中的负荷电流、过载电流及短路电流。适用于变电站及工矿企业配电系统中保护和控制之用，及农村电网频繁操作的场所。邯郸供电公司于2004年购进陕西宝光ZW32-12真空断路器10台，故障断路器于2004年01月生产，合同编号为：Z459;断路器的出厂编号为：0304739;断路器装配慈溪市鑫鑫开关元件厂生产的LZBW-12型电流互感器两只，2005年12月10日晚此台断路器的A相电流互感器烧毁。电流互感器出厂编号为：0312122。

2. 拆机检查情况

该断路器A相电流互感器环氧树脂外壳壳体炸开，脱落面积约100X140mm，一次、二次绝缘击穿接地漆包线外露。(下图为故障后现状)

打开断路器二次接线端子盒，发现二次接线端子Lha-4、LHc-4用1mm²软铜线短接后接地，接地端是接在端子排固定螺丝上，而且固定螺丝直接压在接地片上再通过端子排绝缘体接于设备外壳该接地短不牢靠，存在虚接地现象，接地导线和短接线绝缘层有烧损痕迹，是造成事故原因的关键。

附图：端子排JXI(上)JX2(下)

打开断路器的底板，A相互感器的四根导线接于端子排上。其中三根导线在距离端子排200mm处有接头，接头用黑胶布包裹，外观看有裸漏现象，断路器壳体有直径4厘米的椭圆击穿弧光接地痕迹。其中黄色导线对地有多根烧断致使铜线烧化呈铜珠焊在壳体上，这是电流互感器烧毁的主要原因。

附图：互感器放电处

从接线图纸看电流互感器A相二次线圈JX-1接在端子排JX2的1端子处接地，另一端是经过控制器接在端子排JX的7端接地，造成电流互感器二次线圈接地不在一个公共点，二次线圈处于开路状态。

附图：电流互感器二次接地线及接地点(红圈内)

附图：控制器接地线及接地点(红圈内)

电流互感器出厂只有合格证没有试验报告，故障后厂家到现场出示报告伏安特性电压值不准确与实侧值相差10倍，而且试验日期与出厂不符。

3. 事故调查分析结论

从电流互感器的损坏情况分析，该电流互感器炸裂事故原因有以下几点：

厂家设计接线图纸有错误，电流互感器的二次接地和控制器接地不在一个接地点，造成二次线圈开路。

断路器的二次回路的短路接地线截面积为1平方毫米，不符合产品二次接线图的规定。

电流互感器的二次线存在多根中间接头，而且接头外皮绝缘处理不当有裸漏点，造成绝缘击穿对断路器壳体放电。

从图纸上看Lha、LHc、接地都在端子排固定螺丝上，接地位置不正确，出现虚接地电阻增大使二次线圈开路。

附图：厂家设计图纸

4. 理论分析

电流互感器在实际运行中二次回路不允许开路，厂家设计图纸与实际接线存在严重缺陷，电流互感器的二次接地和控制器接地形成回路但不在一个共同接地点，两个接地点是通过开关外壳连通，而且接地点不牢靠造成虚接地，存在较大电阻的变化，甚至相当于互感器二次开路。为了进一步分析首先从磁路和感应电势两个方面论述：一、根据磁动势平衡公式I1N1-I2N2=I0N1可知，其一次电流I1产生的磁动势I1N1绝大部分被二次电流I2 产生的磁动势I2N2所抵消，所以总的磁动势I0N1很小，励磁电流(即空载电流)I0只有一次电流I1的百分之几。但是当二次侧开路时，I2=0，这时迫使I1N1 =I0N1，即I1 =I0，使I0突然增大为I1，而I1是一次电路的负荷电流，只受一次电路的负荷影响，而与互感器二次负荷的变化无关。由于I1 突然增大几十倍，即励磁磁动势I0N1突然增大几十倍，因此会产生严重后果。二、通常电流互感器与变压器的感应电势是相反的，变压器的一次电流的大小是有二次电流大小变化所决定的，相反也就是说电流互感器二次电流的大小是随一次电流变化的，即一次电流起主导作用，当电流互感器二次电阻较大产生变化也会影响二次电势，这是应为互感器二次回路是闭合的而在某一定值的一次电流作用下，感应二次电流的大小决定于二次回路中的阻抗，当二次阻抗大时二次电流就小，用于平衡二次电流的一次电流就小，激磁就增多二次电势就很高反之二次阻抗小时感应二次电流就大，一次电流中用于平衡二次的电流的部分就大，激磁就减少，则二次电势就低。总之，从以上两个方面叙说反映出电流互感器二次开路危害性，因此厂家的这种接地方式将造成电流互感器故障 其主要原因是互感其二次长期在运行中内阻的变化致使互感器铁芯磁通聚然饱和，使二次线圈两端感应出比原来大很多倍的高电压，导致二次线圈过热绝缘击穿，进而使得一、二次绝缘击穿短路，(由于互感器二次开路产生高电压长期发热，是绝缘受损坏)高压直接对地通过二次接线中间头绝缘薄弱处放电，(二次接线中间头应用外套塑料管等加强绝缘)，而由于互感器的热稳定和动稳定只是在发生短路接地时，互感器所承受大电流引起电动力及热力作用导致互感器环氧树脂炸开，从炸开环氧树脂痕迹观察，环氧树脂内部有间隙和裂痕，也存在质量问题。这次事故主要原因是厂家二次线圈处于开路状态造成，此事故厂家应负直接责任。

5. 整改措施

用一个新电流互感器更换了发生运行事故损坏的电流互感器，将电流互感器的二次接线直接接到JX端子排上，解决了电流互感器接线存在接点的问题。

按照断路器的二次接线图，更换了符合标准的2.5平方毫米二次接地线(原为1平方毫米)。改变接地点的位置，用专用螺丝将接地线固定于机壳(原为通过端子排固定螺丝接地)，解决了二次接线虚接和接地位置不正确的问题。

对断路器二次接线进行检查，将电流互感器接地点和复合控制器接地点改为同一接地点后可靠接地，解决断路器两点接地和电流互感器二次开路问题。

用1个新复合控制器更换了发生运行事故的断路器上的复合控制器，解决了复合控制器没有判定的问题。

用1个新电流互感器更换了1台没有安装投运的断路器上一个外观有缺陷的电流互感器。

检查了其余5台没有安装的断路器的电流互感器和二次接线，发现二次接线存在的问题和故障断路器的问题相同(除电流互感器二次接线有接点)，处理办法见以上第5.2、5.3条。