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一臺(tái)1250kV·A的變壓器，一次中壓側(cè)是6kV，二次低壓側(cè)為0.4kV，變壓器的阻抗電壓是6%，額定電流時(shí)1804A，短路電流時(shí)30.1kA。低壓進(jìn)線斷路器的額定電流是2000A，長(zhǎng)延時(shí)過載保護(hù)整定在0.8In=1600A，短延時(shí)短路保護(hù)整定在5In=10kA，瞬時(shí)短路保護(hù)整定值為8In=16kA。
某日大連低壓開關(guān)柜的抽屜與分支母線接插處發(fā)生短路故障，且故障持續(xù)時(shí)間有半個(gè)多小時(shí)。在此期間中壓斷路器未保護(hù)動(dòng)作，最后由低壓進(jìn)線斷路器執(zhí)行了保護(hù)動(dòng)作。
故障發(fā)生時(shí)天氣良好，溫度也不高，低壓開關(guān)柜開始時(shí)運(yùn)行正常。
事故首先是一臺(tái)400A抽屜出現(xiàn)短暫電弧，但低壓進(jìn)線斷路器和400A抽屜中的斷路器均未跳閘保護(hù)。現(xiàn)場(chǎng)人員將抽屜斷路器緊急分?jǐn)嗪蟪槌鰴z查，未發(fā)現(xiàn)明顯的問題。推入后繼續(xù)運(yùn)行。
第二次短暫電弧并未引起操作人員的注意，直到第三次強(qiáng)烈電弧引起低壓進(jìn)線斷路器跳閘保護(hù)。事后發(fā)現(xiàn)低壓開關(guān)柜的分支母線已經(jīng)被嚴(yán)重?fù)p毀。
我們來看第一次故障錄波記錄：
從故障錄波看，事故發(fā)生時(shí)在故障點(diǎn)出現(xiàn)了三相短路。其中電流最高瞬時(shí)值是B相的500A，也即低壓系統(tǒng)B相的7.5kA。
第一次短路故障持續(xù)了160ms。
事后檢查，發(fā)現(xiàn)低壓開關(guān)柜中一套400A的抽屜回路與分支母線接插處的絕緣支撐件發(fā)生嚴(yán)重的燒蝕破壞。因此可以斷定，第一次故障時(shí)因?yàn)檫^熱和灰塵引起爬電擊穿造成的。事故發(fā)生后，電弧將灰塵吹掉使得爬電擊穿現(xiàn)象自動(dòng)停止。
我們來看第二次故障錄波記錄：
圖中我們看到一個(gè)現(xiàn)象：B相和C相的電流波形是重合的，而且與A相反相。此波形說明A相出現(xiàn)了相對(duì)地短路，即單相接地故障。
我們看到A相電流的最大值是850A左右，乘以變壓器變比15后得到低壓A相的單相接地故障電流是12.75kA，故障存在的時(shí)間是180ms。
由前邊的描述可知，第二次故障發(fā)生在操作人員再次合閘運(yùn)行之后。由于第一次故障電弧使得分支母線的絕緣支撐件絕緣能力受到嚴(yán)重破壞，所以第二次故障的原因就是單相接地故障。雖然故障電弧僅存在了很短暫的時(shí)間，但分支母線的絕緣支撐件其絕緣能力已經(jīng)被完全破壞了。
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第三次故障錄波波形就是單純的三相短路，6kV側(cè)的電流最大值時(shí)1150A，折合到400V低壓側(cè)相當(dāng)于17.25kA。此電流值已經(jīng)超過低壓進(jìn)線斷路器的瞬時(shí)整定值16kA了，于是當(dāng)三相短路電流最大值連續(xù)出現(xiàn)了5個(gè)周波100ms后，斷路器執(zhí)行了短路保護(hù)。
因?yàn)槎搪钒l(fā)生在分支母線上，所以處于故障點(diǎn)下游的400A抽屜中的斷路器當(dāng)然不會(huì)跳閘。
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