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新疆石河子110 kV城東變電站發(fā)生一起10 kV開關柜爆炸事故，造成兩臺開關柜嚴重燒毀，不能恢復使用，并且還造成全站停電的嚴重后果。

1 事故經過

　　110 kV城東變10 kV開關柜停電檢修，工作票結束后，運行人員操作送電，第一次合閘后，保護動作，顯示為過流一段動作。經檢修人員檢查，開關柜正常，沒發(fā)現可疑故障點，進行第二次送電，結果同樣為過流一段動作。線路工區(qū)檢查架空線路，也沒發(fā)現故障可疑點，又進行送電操作，保護同樣動作。這樣進行了數次。在最后一次的送電過程中，運行人員將小車開關搖入過程中，發(fā)生了爆炸事故。事故發(fā)生后，經過進一步的調查，發(fā)現送電線路的電纜在檢修期間，被其他單位施工損壞，造成了三相短路接地。并且通過對真空斷路器進行絕緣試驗，沒有發(fā)現絕緣損壞。

2 事故原因分析

　　從事故經過中發(fā)現，事故的原因很特殊。由于開關柜有著良好的“五防”系統(tǒng)，小車開關不可能在合閘位置被推進，則小車必是在分閘的位置被搖進的，也就是說，運行人員的操作是正確的。而且，開關的絕緣并沒有被損壞。

2.1 事故的原因

　　實際上，當真空斷路器處于合閘位置時，其對地絕緣由支持絕緣子承受。一旦真空斷路器所連接的線路發(fā)生永久接地故障（如同這次事故），斷路器動作跳閘后，接地故障點又未被清除，則帶電母線的對地絕緣要由該斷路器斷口的真空間隙所承受，真空間隙絕緣特性的優(yōu)劣成為衡量對地絕緣好壞的重要標志。而真空電極的材料與電極的表面狀況，對真空間隙的絕緣是非常關鍵的因素。在這次的事故中，由于多次開斷很大的短路電流，對真空斷路器的電極造成一定程度的損壞。并且在理論上，在真空電弧熄滅后，弧隙中還存在著殘余的金屬蒸氣和帶電粒子，在大電流時還會有金屬液滴。則有可能出現以下兩種情況： 來源:hvsi.cn

（1）由于電極的表面存在金屬蒸氣和帶電粒子，則將發(fā)生放電現象。放電是一種小的自抑制熄滅的電流脈沖，它的總放電電荷3107 C，存在時間由50 ms到幾毫秒，放電一般發(fā)生在大于1 mm的間隙中。

（2）由于金屬液滴的存在，電極表面可能附著微塊，在電場作用下，微塊脫落而且加速，這微塊撞擊對面的電極時，由于沖擊發(fā)熱可使其本身熔化產生蒸氣，引起擊穿。

　　基于以上的兩點分析，多次切斷大的短路電流是造成這次事故的主要原因。

2.2 理論分析

　　無論是放電還是微塊放電，都要在一定的電場作用下才會發(fā)生。真空斷路器在切斷較大的短路電流后，在真空間隙中存在著較多的金屬蒸氣或金屬液滴，則可以借助理論進行分析。

　　氣體放電通常可分為非自持放電和自持放電兩類，其放電伏安特性見圖1。

圖1 氣體放電伏安特性

　　起初，電流隨電壓升高而升高，這是因為氣隙中帶電離子向電極運動的速度加快，導致復合率減小的緣故。當電壓超過Ua時，單位時間內氣隙中電離產生的帶電離子數基本不變，盡管電壓升高，電流也不會增大，如圖1中ab段。這種情況下氣隙仍處于良好的絕緣狀態(tài)。當電壓升高到Ub以后，又出現電流的增長，當電壓升高到臨界值Uo時，電流急劇突增，氣體間隙擊穿，此時，氣隙轉入良好的導電狀態(tài)。從而可以看出，在小車開關搖入時，在快與帶電母線接觸時產生了過電壓。

　　過電壓產生的原因有很多，可以通過對隔離開關合閘的電路進行分析。由于三相對稱，且同期合閘，則可按單相進行分析。隔離開關合閘的等值電路可用圖2來表示。其中，L表示母線側的電感，C表示隔離開關的對地電容。

圖2 　等值電路

　　過渡過程中，電源電壓通過電感L向電容C充電，回路中發(fā)生高頻振蕩過程。若設電源電壓正好經過幅值U時合閘，這樣可近似的視為振蕩回路合閘到直流電源U的情況，根據有關理論分析，可得出電容上的電壓為Uc = U(1 - cosω0t)，不難看出，當t = η/ω0時，Uc達到最大值，Uc = 2U。

　　實際電網電壓是交變的，仍保持起始條件不變，可得一般表達式Uc ＝U(cosωt - cosω0t)，當ω0 >> ω時，仍然有Uc = 2U成立。則可以得到以下結論。

　　當小車開關在搖入時，在接通的過渡過程中，而這一過程恰好處于容易發(fā)生過電壓的時間t = η/ω0，因而發(fā)生過電壓。而此時的過電壓卻超過了氣體放電的臨界值，使真空斷路器的絕緣間隙導通，此時操作隔離開關時就等于將隔離開關合到了接地的故障線路上，從而發(fā)生了爆炸事故