10 kV线路隔离开关掉闸故障分析

綦 冲，郭培伦，李洪福，纪明明

(国网山东省电力公司平度市供电公司，山东 平度 266700)

10 kV配电线路中，隔离开关作为停电时的明显断开点，一般与线路开关配合使用，起到隔离电源的作用。若隔离开关发生故障掉闸，则会造成线路缺相运行或冲击上级开关造成线路停电，影响供电质量和用电安全，给供电企业造成不良社会影响和经济损失。

1 故障情况

2021年1月2日9:20，覆盖山东全境的大寒潮来袭，气温低至－8℃，10 kV某线路发生开关过流跳闸，巡线发现下一级开关的隔离开关C相刀闸掉闸。在巡线过程中线路出现异响，未发现其他异常情况，将隔离开关刀闸恢复送电。当夜共计发生3次同相同位置掉闸故障，因大风寒潮天气状况恶劣，于次日进行故障处理。1月3日，故障后巡线中发现该隔离开关所在耐张担严重拉弯变形，在中间螺栓处发生角铁开裂开裂横担如图1所示。C相隔离开关呈即将掉闸状态，开关另一侧耐张担也发生拉弯变形，隔离刀闸未掉闸，故障现场如图2所示。

图1 开裂横担

图2 故障现场

图2 消谐前后录波图

2 掉闸故障原因分析

该线路全线采用绝缘化导线，主线路导线采用JKLGYJ-10 kV-240/30型绝缘钢芯铝绞线，故障所在直线段导线排列方式为单回路三角形排列，耐张杆处为水平排列，该故障隔离开关位于单回路线路开关电源侧耐张杆上。

经调查，本耐张段在2020年10月施工完毕，收线过程中，施工人员未按设计弧垂数据进行观测和调整，担心弧垂过大影响验收而有意将导线收得较紧。该隔离开关C相之前曾发生过2次掉闸故障，因未查出故障原因，误判是该刀闸质量问题。1月3日凌晨，气温降至－11℃，绝缘钢芯铝绞线进一步收缩，致使∠75×8×2000耐张担承受水平拉力产生变形最终开裂。

该处隔离开关C相累计发生5次掉闸故障，其余两相未发生掉闸故障。故障频次与气温有密切关系，低温时掉闸故障暴增。依据现场情况，判断是该耐张段收线弧垂过小，其中C相弧垂最小，在三相弧垂不一致的情况下，C相导线冷缩后水平应力最大，最终将耐张横担拉断，并将部分应力经尾线传导至隔离开关静触头。弧垂过小是拉断耐张横担的根本原因。对隔离开关受力掉闸而言是重要诱因，却非根本原因。

C相导线末端尾线与该隔离开关的静触头相连接，由于该尾线在螺栓型耐张线夹与静触头之间部分长度裕度过小，耐张线夹前导线冷缩产生的水平应力通过螺栓型耐张线夹传导到尾线，并与尾线水平应力叠加，将隔离开关的静触头向外牵引，引发隔离开关受力掉闸。同为边相的A相刀闸即使在导线冷缩最严重的情况下也未发生受力掉闸，说明尾线长度裕度过小是隔离开关受力掉闸的主要原因，是根本原因。

横担断裂原因分析：断裂横担型号为∠75×8×2000，依据应力计算，该型号合格横担不应断裂，推断该横担有质量问题。

3 掉闸故障处理措施

停电后，采用升降车进行高空作业，松线后更换变形耐张横担。鉴于横担质量存疑，将变形横担换为其他厂家横担；在耐张担悬垂前加挂两片悬垂；根据现场实时温度、线路档距、导线型号等参数，计算出弧垂后重新收线；安装调试隔离开关，确保与隔离开关静触头连接的导线尾线裕度充分；检查全线隔离开关，处理弧垂过紧和隔离开关掉闸等类似情况共计3处。

恢复送电后，经1月6日开始的创记录的－18℃低温期检验，该线路隔离开关运行无异常，未发生掉闸故障。

4 暴露问题

施工人员收线过紧，与隔离开关连接的尾线长度裕度过小，是造成掉闸质量事件的根本原因。

线路工程质量管控不力，是造成本次质量事件的重要原因。对供货横担等材料的检测能力不足。

5 掉闸故障预防措施和建议

为防止此类隔离开关掉闸故障，在10 kV线路和隔离开关安装时应确保满足如下条件：

确保在极低温情况下与隔离开关连接的尾线长度有充足的裕度，不致使隔离开关触头产生向外位移。

弧垂的误差不应超过设计弧垂的±5%。同档内各相导线弧垂宜一致，导线弧垂相差不应大于50 mm。

对施工单位进行质量培训，杜绝在施工过程中发生安装质量问题。建议加强物料检测管理，做到物料先检测后进场。加强工程质量监管，严格履行工程质量验收，确保工程零缺陷移交。