摘要：本文分析一个由开关拒相间绝缘故障导致的电力系统继电保护复杂动作过程。为及时发现和预防开关柜引起的此类故障，提出一种开关拒故障诊断及预防的综合方法。该方法选取了开关拒绝缘、温升、湿度和放电等不同类型故障特征量指标，通过数据评估方法建立评估概率数据，综合特征量指标反映缺陷因果关系，实现了开关柜预防诊断的过程状态检修。工程运行研究证明，该综合预防治理策略能够有效预防开关拒故障的发生。

    高压开关柜作为电网重要的输变电设备被大规模应用在10～35kV电压等级变电站，其安全运行直接影响到用户供电可靠性。近年来，电网开关柜故障引起的人身、设备、电网事故发生率较高，其中开关柜绝缘故障所占比重较大。引起绝缘故障的因素较多，主要集中在空气绝缘开关柜内设备绝缘距离不满足DL/T 593-1996《高压开关设备的共用订货技术导则》规定，以及长期运行过程中绝缘老化、柜内湿度过大导致的电晕放电等引起继电保护装置动作和火灾事故。
    随着传感技术的发展以及智能电网的大规模建设，使得开关柜在线预防诊断成为可能。分别基于触头温度、分合闸线圈和电流等设计开关柜在线监测装置，实现对开关柜故障状态量的监测。通过对NXAIR型开关柜电缆室热传导、对流及辐射的多物理场藕合建立数学模型，证明了电缆终端接头是电缆室载流回路中极易发生过热故障的元件，并设计了一套基于红外测温的电缆终端接头温度监测系统。
    本文通过分析一起由开关柜故障引起的继电保护动作过程，提出采用变电站综合监控信息系统、综合开关柜故障特征量来进行故障在线监测与预防，并通过数据评估开关柜特征量来反映开关柜运行状况。

    1 保护动作情况分析
    1.1故障前运行方式
    某220kV变电站，220kV # 1主变供HOW I段母线、35kV I段母线运行；HOW母联400开关热备用，35kV分段300开关热备用；35kV I段母线带371线～374线运行，如图1所示。

    1.2保护动作过程
    某日7时30分46秒535毫秒，#1主变差动保护启动，18ms后动作跳闸。当日7时30分46秒532毫秒，线路371保护装置显示“过流I段保护动作、重合闸动作”，1 148ms后三相重合成功。
    经查，线路371保护装置仅A相有故障电流，A、B、C三相电流分别为12.26、0.29、0.24A。根据小电源接地系统故障特征191，在系统发生单相接地时，故障相电流为线路电容电流（较小），非故障相电压升高为线电压，不改变系统对称性，根据电网运行规定，允许系统短时运行。根据线路保护装置动作值可知，系统不满足小电流接地系统单相接地故障情况。检查＃1主变301开关柜，发现C相两组流变间、相间绝缘挡板及柜内铁件上有明显放电痕迹。根据理论及现场装置动作情况，分析动作过程如下。
    （1）371线发生A相小电流接地故障，导致35kV母线侧B、C相的相电压升高为线电压，线路保护装置并未动作。
    （2）开关柜内电流互感器安装距离不满足要求，母线电压升高导致C相流变对开关柜内壁放电，通过大地与线路A相故障点构成回路（如图2所示），流经线路371保护装置的A相电流增大，线路保护装置过流I段动作。

    （3）开关柜流变放电，引起主变保护35kV侧电流增大，差流超过主变差动保护定值，主变保护动作，跳三侧

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