农网配电箱烧毁故障分析及改进

1、农网配电箱烧毁故障分析及改进陆昱超 (浙江 嘉兴 314100）2011 年 4 月 10 日农网配电箱烧毁故障分析及改进陆昱超（浙江 嘉兴 314100)摘摘 要：要： 11 台农网综合配电箱的连续烧毁，另有一台农村综合变因此烧毁.特别是短短的一个 7 月，有 5 台配电箱烧毁。其原因在于配电柜在厂家设计时的不完善和使用中的严重超载。通过对烧毁几台配电箱的检查和分析，第二次农网配电箱的改进会议上提出了改进方案，通过使用没有发生故障，问题解决。关键字：关键字：配电箱 烧毁 分析 改进目录目录1 1 配电箱的结构：配电箱的结构： .3 32 2 工作原理：工作原理： .3 33 3 故障表现故障

2、表现: : .5 54 4 故障原因：故障原因： .5 55 5 改进方案：改进方案： .8 86 6 结束语：结束语： .1010空一行引言引言2010 年 7 月12 月,嘉善供电局范围里有 11 台农网综合配电箱烧毁,另有一台农村综合变因此烧毁，全部是 2007 年底到2009 年的农网改造工程中安装的新型配电箱.特别是 2010 年 7月，在短短的一个月里有五台配电箱烧毁。短时间内，连续的烧毁，引起局领导的重视，特要求对此事故原因进行调查分析.具体的调查结果如下报告。1 配电箱的结构：配电箱的结构：这些配电箱都是 2010 年农网工程中开始投入运行。嘉善县供电局的农网配电箱通过公开招标

3、的方式，由海宁威奇开关厂得标。由于是首次使用这种型号的配电柜，生技部门没有向厂家提供图纸和设备型号要求。配电箱主要的接线如附图 1 。配变出线(辐照铜芯导线)经过计量 CT 到计量仓上部的 330mm 铜排,然后通过导线分两路连接到 HR5 系列熔断器式刀开关，HR5 刀开关出线用小铜排联接到 CK1 型接触器，农村的出线各自穿过漏电保护器的零序电流互感器直接接在接触器的下桩头.表计装在 CT 的下方，对应配电箱门上的观察窗口.3*30 铜排不锈钢隔板 原先的农网箱接线示意图 计量 CT HR5-100熔断器SDLB-8C漏电保护器CT电表 计量侧 出线侧 2 工作原理：工作原理：嘉善县供电局

4、农村电网的接地形式是采用 TT 系统，以满足农村电网的触电保护的需要.TT 系统有一个直接接地点(在电源的中性点直接接地） ，电气装置的外露导电部分接至电气上与低压系统的接地点无关的接地装置上。 附 图 1、正常工作时，利用配电箱中 HR5 型闸刀上的熔断器对出线实现线路侧的过电流保护和短路故障保护.利用 SDLB8C 型漏电保护器+CK1 型接触器组合实现对出线的触电保护和缺相保护。日常检修工作中,先通过漏电保护器控制接触器切断负荷电流，再拉开熔断器闸刀并取下熔断器融芯形成明显开断点，再计量仓内的不锈钢隔板验电、接地、工作。3 故障表现：故障表现：通过对老局废品仓库中的五台农村配电柜的检查和

5、对以前几台配电箱的故障情况的了解。发现 5 台农网箱的主要故障100都发生在 3*30mm 铜排到熔断器闸刀这个区间，主要烧毁的都是导线和 HR5 型闸刀烧毁的很严重.由于故障发生在配电箱出线侧的顶部，而表记由于上方和后方都有不锈钢的隔离，配电箱的表计和进线都十分完好。4 故障原因：故障原因：41 通过对其中 5 台农村配电柜的具体检查。其故障点都在于熔断器的上桩头。如附图 2 ：图中，为 HR5-100 型熔断器式刀开关和 NT 系列刀形触头熔断器熔芯的结合处桩头中相的熔断器桩头已经融化,其他的桩头也严重发热、氧化。可以看到其熔断器座和熔芯接触的桩头比较窄，经过测量为 8mm，为一般 RTO

6、熔座的一半.导致该闸刀在使用过程中的过载能力较差，是导致故障的内因。附图 242 外部负荷大,配电箱长期超载运行是配电箱烧毁的外因。烧毁的农村综合配电箱都安装于嘉善镇工业比较发达的乡村。以下是 2010 年 2 月份杨庙中心村农综变安装电容器组时的配变负荷：序号配变名称容量（kVA)安装容量(kvar）现场负荷（A）功率因数负载率1新顺村牛桥湾1003020 13.892芦荡村洪泽泾10030500。5234。72%3光明村油车港16040800。7134。724勤丰村雪家浜口12530780.5243.335勤丰村蒋庙160401010。5443。846光明李家埭160401200。5252

7、.087翁村村孙家埭10030870.5160.428四达村石家浜100301020。5170.839四达村陈庄浜100301240.5186.11%10光明村南圩100301320.591.67%11翁村村加工厂160402260。5198。09HR5-100 型熔断器闸刀中相的熔断器桩头已经融化，旁边的也严重发热12新顺村娄斗浜100301480。51102。7813新联村西舍浜100301500.51104.1714翁村村毛家浜100301830。51127。08%15芦荡村染店浜125302320.51128.89%16四达村蒋家浜口100302000。51138。89%16 台配变中

8、有 5 台超载，最大的负载率为 138。89，另有 3 台处于满载的状况.农网工程中，80kVA 的配变一般配额定电流为 80A 的农综箱,100kVA 的配变一般配额定电流为 100A的农综箱，以此类推。例如：附图 2 中,箱中的熔断器型号为HR5-100 型，熔断器的额定电流为 80A。80kVA 的配变的额定电流为 112A，在正常使用中，两路出线的电流基本平衡，则都在 60A 左右，因此没有问题。但是在象杨庙中心村中的一些超载严重的地方，80kVA 的变压器的最大负荷电流可达到 160180A，其中一路的电流有可能超过 100A.长期的大负荷电流加上闸刀桩头面积小从而引起闸刀桩头发热,

9、是最终导致故障的发生的主要原因。43 其他原因431 HR5 系列熔断器式刀开关的在使用中，农电工也向我们反映：这两把带熔断器的刀开关的操作很不方便，质量不佳.3 个熔断器通过一个手柄同时合上或拉开。设计的初衷很好（开关最好都时同时开断） ，但是操作需要很大的力量，农电工站在梯子上很难轻松的拉合.合闸不到位，也加速了闸刀的发热。432 刀开关的质量不佳，送电后不久，闸刀的绝缘就有老化烧坏。433 HR5 系列熔断器式刀开关中的熔断器采用的是 NT 系列有填料封闭管式刀形触头熔断器熔芯，不是普通的 RTO 熔断器熔芯，仓库里型号短缺，维修不便.有的农电工为了保证供电，就用铜丝加以短路。使负荷电流

10、进一步得以升高.434 另外铜排到 HR5 刀开关的连接导线的接头采用小个焊锡铜接头和刀开关连接。在遇到过负荷情况下，HR5 刀开关桩头处由于接触面积小容易导致发热。当温度上升到一定程度时，由于热量的传递，和 HR5 刀开关桩头连接的导线铜接头中焊锡开始融化,铜线和接头的接触电阻迅速增大,铜接头开始急剧升温。铜接头不可逆转的发热加剧了 HR5 刀开关的发热和绝缘的老化。最终，在急剧发热面前,热量不断的向周围散发，导线的绝缘层开始融化，引起了导线间短路故障,或者，由于 HR5100 型熔断器式刀开关绝缘的老化引起：刀开关对配电箱接地故障，相于相之间的相间短路.5 改进方案：改进方案：在 2010

11、 年,我参加生技部组织了对农村综合配电箱的改进意见现场会。针对以上情况，共同制定了几点改进：(参见 图3） 51 进线铜排改为 RTO 系列有填料封闭管式熔断器， （减少故3*30 铜排不锈钢隔板 原先的农网箱接线示意图 计量 CT RTO 熔断器漏电保护器CTRD11刀开关计量侧出线侧障率）,并在旁边增加了低压氧化锌避雷器。图 3： 新型号的农村配电箱。原来计量仓上部的 330mm 的铜排仅仅起接线端子的作用，使用 RTO 熔断器首先是节约了空间,减少了额定电流下的发热量；其次是可以根据变压器的大小合适的安装熔断器熔芯。以前两路出线，出线的负载有大有小,设计、生产中无法知道每路出线的负载情况

12、，也无从合适的选用合适的熔芯.电气装置安装工程低压电器施工及验收规范 GB5025496,第 3。0。2.2 规定:低压断路器与熔断器配合使用时,熔断器应安装在电源侧。52 把 HR5 型熔断器刀闸改用为 HD11 型开启式刀开关。其额定电流一般在 200A 及以上。使用 HD11 型开启式刀开关为了方便低压出线的检修维护,使工作时有一个明显开断点。 53 铜接头一律为压接型。液压压接工艺制作的铜接头的过载能力大大超过原来的焊锡工艺，并且压接用的铜接头的质量也要大大优于先前的铜接头。54 表计的安装位置,由铁条改为塑料板。541 是便于安装。使用塑料板后,计量 CT 和表计的安装位置的灵活机动，方便以后使用不同型号的计量设备.542 是有利于带电调换计量表。543 是一定程度上有利于表计的抗过电压能力。6 结束语：结束语：通过以上的几点改进,新型的农村综合配电箱在 2010 年 12月份左右投入使用，至今没有发生类似情况的故障。事实说明，配电箱的故障点已经在新箱子中得到改进.但是，合理的运行维护依旧是一个需要不断加强的环节。有效进行农村综合变的负荷测量统计，进行科学负荷预测,避免配变超载运