高压断路器是用来执行控制和保护的电气设备，其可靠运行直接关系到电网的安全稳定，因此其设计、制造、运输、基建、安装、运行和维护各环节都必须严格控制。本文以一起高压断路器烧毁故障为例，介绍事故发生经过，分析事故原因，提出相应检修维护措施和建议，避免同类事故再次发生。

某变电站运行编号为314的真空断路器（型号ZN12-40.5,额定电流1250A，额定短路开断电流25kA，投入运行20个月）某日17时47分发生故障，断路器灭弧室未熄弧，开断失败，发展成该断路器相间短路，导致断路器烧毁。发生故障时变电站所在地区暴雨并伴有雷暴，气温27℃左右，大风。

现场检查

1、外观检查

故障后断路器如图1所示。经现场检查，314断路器在分位，机械位置正常； B、C相灭弧室有明显过温变色；对C相灭弧室解体后发现，触头烧毁；A相灭弧室金属罩与绝缘瓷柱连接部有一1厘米长孔洞，绝缘支撑杆严重烧损，如图2所示；AB相间有严重短路；断路器支持绝缘子、绝缘拉杆表面碳化；柜内绝缘隔板有大量电弧喷溅，CT二次线烧毁，如图3所示。

图1　故障后的断路器

图2　烧损的A相灭弧室

图3　故障后的开关柜内部

2、测量数据

对损坏的A、B相灭弧室进行绝缘试验。根据国家标准，2.5厘米空气间隙中平板电极的击穿电压为70.2kV,可见灭弧室极间绝缘已经被完全破坏。

原因分析

根据#2主变保护装置录波图及保护动作记录分析，在17时47分14秒274毫秒314过流保护II段动作（BC相短路，U_bc降为0，故障点应在线路），但故障未被切除，BC相短路电流一直延续，与BC相灭弧室有明显内部过温现象吻合，说明电弧一直在BC相灭弧室内燃烧。

在第77个周波时，原本没有短路故障正常断开的A相，产生了故障电流（故障点应在线路，说明断口重击穿，由于当时为雷雨天气，雷击可能性较大），U_ab、U_ca急剧降低，C相故障电流有少量增长，幅值与A相相同。

在第82个周波时，A相故障电流峰值明显增大，三相电压基本为0，说明故障点转移至314开关柜内部（应为AB相间柜内短路，与现场设备损毁现象吻合）。C相故障电流无变化，说明C相故障点没有转移，与现场断路器BC相间没有短路现象吻合。

第111个周波时，三相故障电流消失（从314线路故障开始，到故障被302断路器切除共持续2.22秒，减去断路器固有分闸时间、燃弧时间，保护原件响应时间，与＃2变中后备过流II段5.5A/2.1s跳302定值吻合）。

分析314保护时间列表，发现17点12分33秒314断路器跳闸后（第一次试送后的跳闸，断路器在断位），至17点24分19秒314断路器第二次试送之前产生了一系列保护元件、过流、合闸加速启动和返回事件，共有3时间阶段，为16分05秒至15秒、20分06秒至21秒、30分38秒至49秒。

按以上时间段取出302录波，发现16分、30分时各有一次故障录波，均为三相短路。16分时段故障电流持续时间1.46秒，30分时段故障电流持续时间1.62秒，均未到345定值5.5A/1.8秒，所以变电站没有发生保护出口。

20分时段没有故障录波，也没有变电站及其所属电厂的任何保护出口。分析为产生的故障电流比较小，没有达到定值，故障自行消除。

16分时段和30分时段发生的故障电流与断路器上一次灭弧间隔几分钟，灭弧室不可能自行重击穿，而且故障波形体现为三相同时短路故障，所以根据当天雷雨天气分析，断路器在最后一次试送之前，断口被雷电击穿2次（或3次），由于314断路器在断位已不具备灭弧能力，长燃弧达1.46秒和1.62秒，直到其所属电厂切断故障。灭弧室在此时已经受到严重破坏，触头严重烧损、真空度降低，导致17：47分开断失败，断路器永久性损坏。

结论与建议

综合以上分析得出结论，314断路器在17：12-17：30这一时段在断位时遭受雷击2次（或3次），真空度、灭弧元件严重损坏导致最后一次开断失败，是造成事故的直接原因。

为避免同类事故再次发生，建议如下：

(1)立即在雷电多发地区增设线路出口避雷器，优化避雷线保护角，防绕击雷。

(2)在雷电天气断路器跳闸而又不能立即送电时，跳闸后尽快拉出小车（或拉开线路刀闸），防止雷击断路器断口。送电时，推入小车（或合上线路刀闸）后尽快合断路器。此种情况下投入重合闸应更有利于电网、设备的安全。

(3)坚持开展真空断路器真空度测试，防止真空度降低造成灭弧室开断失败。

随着我国电力事业的不断发展，社会和用户对电力供应可靠性的要求愈来愈高，特别是对重要城市提供安全可靠的电力供应已成为电力企业必须履行的社会责任。高压断路器在供电可靠性方面起着至关重要的作用，细小环节处理不当也可能引发严重后果，应予以高度重视。

（摘编自《电气技术》，原文标题为“一起高压断路器烧毁故障的综合分析”，作者为梁爽。）