[摘要]针对一起6kV高压电缆中间接头接地故障导致机组停机事故，分析事故原因，并从设备停运后的检查、加强维护等方面提出事故防范措施。
0、引言
大短路电流接地系统发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序功率出现，利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。电气设备中母线、电缆、电机的接地最为常见。本文通过分析河津发电分公司煤场堆取料机6kV高压电缆中间接头接地，导致#1高厂变分支零序Ⅱ段保护动作，#1机组厂用6.3kV AB段、380V AB段、380V 1A段失电，#1机组停运事故，提出设备隐患排查和事故防范措施。
1、事故经过
事故发生前，#1、#2、#4机组运行，#1、#2机组有功负荷为350MW，#4机组有功负荷为280MW，#3机组检修，#1机组厂用电由#1高厂变自带，启/备变热备用，辅机运行正常。#1机组厂用电一次接线如图1所示。
某日20时13分，#1电气辅助控制屏发“高厂变A分支零序过流”信号，6.3kV 1A段工作电源开关(52AT1A)跳闸， #1发电机控制盘发“电气故障跳闸”信号，发电机出口开关(201)跳闸，6.3kV 1B段工作电源开关(52AT1B)跳闸，启/备变低压侧52ST1B开关自投后跳闸，#1电气辅助控制屏发“启/备变B分支零序过流”信号，6.3kV 1A、6.3kV 1B段失电，#1机组跳闸，锅炉MFT、#1柴油发电机自启动，接带400V EPC1A、400V EPC1B事故保安段运行。主机盘车油泵、小机事故油泵、空侧密封油泵、主机油箱排烟风机、空预器电动马达、直流冷却风机启动正常，机组处于安全停机过程。
图1 #1机组厂用电一次接线图
就地检查6.3kV 1A、6.3kV 1B 段，未发现故障报警信号，且电气辅助控制屏未发厂用负荷故障综合报警信号(6.3kV CPU故障);从故障录波图获知6.3kV 1A 分支存在断续零序电流锯齿波。
故障发生后27分钟时，将6.3kV 1A、6.3kV 1B段工作、备用电源小车开关及所有负荷开关拉至“间隔外”，·摇测母线绝缘正常(10MΩ);再由启/备变给6.3kV 1A、6.3kV 1B段母线充电。故障发生后37分钟时，摇测各负荷支路绝缘，并逐路恢复送电。故障发生后1小时17分钟时，将#1发-变组转至检修状态，摇测#1高厂变绝缘、共箱封闭母线绝缘正常;化验#1高厂变油质并与定期油质化验报告单对比，结果显示正常;检查瓦斯继电器无气体放出。故障发生后1小时9分钟时，摇测“No.1堆取料机(6126)”电源电缆绝缘时发现B相绝缘为1MΩ，但检查回路未发现明显故障点，于是终止该回路送电操作。故障发生后4小时37分钟时，检查出#1高厂变A、B分支零序TA二次线在接到就地端子箱接线端子时接反，于是更正。
故障发生后6小时2分钟时，经中调同意，#1炉点火。故障发生后7小时47分钟时，#1机组与系统并列，2小时后撤油枪投电除尘，#1机组恢复正常。使用“电缆故障探测仪”检查出故障点距6.3kV 1B段约390m;就地检查，发现此处有一电缆接头出现故障。
2、现场检查情况及分析
2.1一次设备
出现故障的电缆接头为No.1堆取料机(6126)电源电缆中间接头，发出刺鼻的焦糊味;将其剖开，发现外绝缘表面大面积电弧烧灼，且B相对地绝缘已被击穿了一个硬币大小的孔洞，引起故障点对屏蔽层放电;外观上，电缆中间接头内壁有些米粒大小的水珠，接头两端的密封胶已开裂。
2.2继电保护
(1)No.1堆取料机零序保护定值校验及开关传动。将No.1堆取料机电源开关推至“试验”位置合闸，用试验装置在零序TA端子排上通入1A(零序保护定值)电流，零序保护正确动作，开关跳闸，动作时间为0.2s，信号正常发出。拉开保护装置电源后又合上，保护动作记录未发生丢失现象。修复No.1堆取料机故障电缆中间接头后将No.1堆取料机电源开关推至“工作”位置合闸，重复上述试验，动作相同。
(2)No.1堆取料机保护装置闭锁检查。将零序保护闭锁后，用试验装置在零序TA端子排上通入1A电流，零序保护动作，保护信号正确，出口闭锁正常。该试验可排除故障发生时零序保护未投入的可能性。
(3)No.1堆取料机模拟实际故障检查。将零序保护的定值调整为0.2A;将No.1堆取料机高压电缆负荷侧的屏蔽层接地打开，与高压电缆负荷侧的B相短接;将No.1堆取料机高压电缆电源侧的屏蔽层接地打开;在电源侧的B相和屏蔽层间通入4A电流，零序保护正确动作，动作电流为0.2A。该试验表明No.1堆取料机高压电缆的零序TA屏蔽层接线正确，零序TA变比正确。
(4)No.1堆取料机零序TA伏安特性试验结果见表1。
表1 No.1堆取料机零序TA伏安特性试验结果
(5)No.1堆取料机零序TA饱和试验。在零序TA的一次侧通入90A电流(试验电流从零序TA的中心通入)，零序保护动作，保护信号正确，动作电流为4.52A。该试验表明在有大接地故障电流时，零序TA未出现饱和现象，可正确工作。
(6)就地检查保护二次回路发现，#1高厂变A、B分支零序TA二次线在接到就地端子箱接线端子时接反，这便是本次事故扩大的主要原因。
3、原因分析
#1发-变组跳闸，经检查、分析，认为是由“No.1堆取料机(6126)”电源电缆B相绝缘下降导致故障点间歇性对屏蔽层(地)放电引起的。虽然放电电流幅值或每次放电时间不足以引起6.3kV电源开关零序保护动作(零序保护定值为1A，时限为0.2s)。但是由于6.3kV 1B段母线本身存在绝缘薄弱点，因此当负荷分支(B相)发生间歇性对地放电时，A、C相对地电压瞬间升高，导致6.3kV 1B段母线A相或C相的绝缘薄弱点对地放电，工作变B分支零序TA检测到零序电流。同时又由于#1高厂变A、B分支零序TA二次线在接到就地端子箱接线端子时接反，因此启动了A分支零序Ⅰ段保护，跳开了6.3kV 1A段工作电源进线开关52AT1A(保护设置零序保护Ⅰ段闭锁备用分支自投)，但故障点仍未消失，零序Ⅱ段保护动作，跳#1发变组、#1汽机，#1锅炉MFT、6.3kV 1B备用分支启动，备用电源自投复掉(保护设置零序保护Ⅱ段不闭锁备用分支自投)。
6.3kV 1B段“No.1堆取料机(6126)”电源电缆B相对屏蔽层间歇放电是由于原电缆接头在制作过程中密封工艺不良，手包绝缘存在薄弱点，运行中受潮，绝缘降低导致的。
厂用6.3kV 1B段母线本身存在绝缘受潮或积灰等不明原因造成的绝缘薄弱点，但经接地电弧多次高温作用后消失，所以，使用2500V摇表摇测6.3kV 1B段母线绝缘电阻达10MΩ。
4、安全隐患
(1)忽视了对动力电缆中间接头的检查，致使存在的隐患未被及时发现，说明日常管理还存在漏洞。
(2)未仔细复查、核对保护接线。在检验“零序保护”传动时，只进行了端子箱到保护屏间的信号传动，而忽视了零序TA与端子箱间的信号传动，致使基建期已存在的隐患在多次检修中均未发现，说明专业管理存在盲区。基建期和机组A、B级计划检修后，电气动态传动试验项目未安排厂用分支单项接地试验，说明对电气动态传动试验项目考虑不全。
(3)通常，零序保护是作为后备保护，而实际上厂用分支零序保护Ⅱ段动作后，会启动发变组出口Ⅱ、#1发变组三侧开关和励磁开关，直接停运主机;但在实际工作中，对零序保护和传动试验的重视程度远不如差动、速断等主保护。
(4)厂用电失去对公用负荷及其它机组运行产生较大影响，说明公用系统运行方式、公用附属设备的可靠性、事故处理预案、运行人员事故处理意识及能力等方面存在问题。
5、防范措施
(1)针对6.3kV 1B段母线可能存在绝缘薄弱点的分析结果，对6.3kV所有负荷零序保护定值进行了修改，动作电流由1A改为0.75A，动作时限仍为0.2s;并制定出6.3kV 1B 段失电后的事故处理预案。
(2)完善高压动力电缆中间接头清册核查，重点对所有动力电缆中间接头进行一次普查;在电缆中间接头防火盒内安装测温探头，定期进行监测、记录和分析，提高电缆故障检查能力，并开展电缆端头、中间接头制作技能培训。
(3)针对#1高厂变A、B分支零序TA二次线接反的问题，继保专业要利用机组检修机会，通过电气动态实验、查线检查等办法逐一核对保护二次接线，并通过电气试验动态验证其正确性。
(4)制定4台机组中的任何一台厂用电源失去后的公用系统事故处理预案，确保某台机组厂用电失去后，公用系统仍能正常运行。
附件1：#1机组厂用电一次接线及故障前零序保护动作示意图
