110kV变电站高压开关LCP柜烧毁事故原因分析

摘要：本文针对某 110kV 变电站高压开关 LCP 柜烧毁事故展开深入分析。通过详细阐述事故经过、全面检查相关设备，从电气故障、设备老化、环境因素等多方面探讨了事故发生的原因，并提出了针对性的预防措施，旨在为提升变电站运行安全性和可靠性提供参考。

关键词：110kV 变电站；高压开关 LCP 柜；事故原因；预防措施

一、引言

110kV 变电站在电力系统中承担着重要的电压转换和电能分配任务。高压开关 LCP 柜作为变电站中的关键控制设备，对高压开关的操作、监测和保护起着至关重要的作用。一旦 LCP 柜发生烧毁事故，不仅会导致变电站局部停电，影响电力供应的稳定性，还可能引发一系列连锁反应，对整个电力系统的安全运行构成严重威胁。因此，深入分析此类事故原因，制定有效的预防措施具有重要的现实意义。

二、事故概述

2.1 事故发生背景

某 110kV 变电站位于城市边缘，为周边多个工业园区和居民区供电。该变电站建成运行已超过 15 年，期间经历过多次负荷增长和设备升级改造。事发时，变电站处于正常运行状态，负荷处于中等水平。

2.2 事故经过

在一次日常巡检过程中，巡检人员发现高压开关 LCP 柜所在区域有明显烟雾冒出，并伴有刺鼻气味。立即通知相关人员，并迅速切断该 LCP 柜的电源。随后消防人员赶到现场进行灭火作业，火势得到及时控制，未造成更大范围的火灾事故。但 LCP 柜内部设备已严重烧毁，部分元件熔化变形，无法正常工作。此次事故导致该高压开关所控制的供电区域停电约 4 小时，给周边用户带来了较大影响。

三、事故现场设备检查

3.1 LCP 柜外观检查

LCP 柜柜门严重变形，表面有明显的烟熏痕迹。柜门打开后，内部布线混乱，部分线缆外皮烧毁剥落，露出熔化的金属线芯。控制模块、继电器等元件表面碳化，部分元件引脚断裂。

3.2 电气元件检查

对 LCP 柜内的主要电气元件进行逐一检查。发现多个继电器触点粘连，无法正常断开和闭合。熔断器部分熔断，且熔断处有明显的过热迹象。控制电路板上的芯片有不同程度的损坏，部分焊点脱落。此外，还检测到部分连接导线的绝缘电阻严重下降，存在短路隐患。

3.3 二次回路检查

仔细检查二次回路，发现部分接线端子松动，螺丝有锈蚀现象。在一些电缆接头处，发现绝缘胶带老化开裂，导致电缆芯线外露。对二次电缆进行绝缘测试，发现多处绝缘层存在破损，绝缘电阻值远低于正常标准。

四、事故原因分析

4.1 电气故障引发

4.1.1 短路故障

从现场检查情况来看，LCP 柜内存在多处短路点。可能是由于线缆绝缘老化、接线端子松动等原因，导致不同电位的导线相互接触，引发短路电流。短路电流瞬间产生的高热量，使电气元件迅速升温，最终导致元件烧毁和 LCP 柜起火。例如，部分继电器触点长期频繁动作，表面磨损严重，在某次操作中触点粘连，造成局部短路，进而引发了更大范围的电气故障。

4.1.2 过电流故障

变电站在运行过程中，可能由于负荷突然增加或其他原因，导致高压开关 LCP 柜内的电流超过额定值。长期过电流运行会使电气元件发热加剧，绝缘性能下降，最终引发故障。通过对熔断器熔断情况和电气元件过热痕迹的分析，推测事故前 LCP 柜可能经历了一段时间的过电流运行，而保护装置未能及时动作，导致故障进一步恶化。

4.2 设备老化问题

该变电站运行时间较长，LCP 柜内的设备也随之老化。电气元件的使用寿命逐渐缩短，性能下降。例如，继电器的触点弹性减弱，接触电阻增大，容易出现接触不良和发热现象。线缆的绝缘层老化变硬，开裂脱落，无法有效起到绝缘作用。设备老化使得 LCP 柜对电气故障的抵御能力降低，成为事故发生的重要隐患。

4.3 环境因素影响

变电站所处环境较为恶劣，空气湿度较大，且存在一定的粉尘污染。湿度和粉尘容易在电气元件表面附着，降低元件的绝缘性能。在潮湿环境下，金属部件容易生锈腐蚀，导致接线端子松动、接触不良。同时，粉尘还可能堵塞散热通道，影响设备的散热效果，使设备运行温度升高，加速设备老化和故障的发生。

4.4 维护管理不到位

日常维护工作中，未能及时发现 LCP 柜内设备存在的隐患。例如，对电气元件的老化情况、接线端子的松动程度、线缆绝缘的破损等问题没有进行有效的检查和维护。此外，维护人员的专业技能水平参差不齐，对一些潜在的故障风险认识不足，无法及时采取有效的预防措施。在设备巡检过程中，可能存在走过场的现象，未能真正发现设备存在的问题，从而导致事故的发生。

五、预防措施

5.1 加强设备维护与检修

制定完善的设备维护计划，定期对 LCP 柜进行全面检查和维护。包括清洁柜内灰尘、检查电气元件的工作状态、紧固接线端子、测试线缆绝缘电阻等。对于老化严重、性能下降的电气元件，及时进行更换。加强设备巡检力度，采用先进的检测技术和手段，如红外测温、局部放电检测等，及时发现设备潜在的故障隐患，并采取相应的措施进行处理。

5.2 优化电气设计与选型

在变电站建设和改造过程中，合理进行电气设计，确保 LCP 柜的电气参数满足实际运行需求。选择质量可靠、性能优良的电气元件和设备，提高设备的抗故障能力。例如，选用具有较高短路耐受能力的继电器和熔断器，采用绝缘性能好、耐高温的线缆。同时，优化二次回路设计，减少不必要的接线环节，降低故障发生的概率。

5.3 改善运行环境

加强变电站的环境管理，采取有效的防潮、防尘措施。安装除湿设备，控制室内空气湿度在合理范围内。定期对变电站进行清洁，减少粉尘污染。改善 LCP 柜的散热条件，确保设备运行温度正常。例如，合理布置通风散热装置，定期清理散热通道，保证设备能够良好散热。

5.4 提升人员专业素质

加强对维护人员的培训，提高其专业技能水平和安全意识。定期组织技术交流和培训活动，使维护人员熟悉 LCP 柜的结构、原理和维护方法，掌握常见故障的诊断和处理技巧。同时，建立健全考核机制，对维护人员的工作质量进行严格考核，确保维护工作的有效开展。

六、结论

通过对 110kV 变电站高压开关 LCP 柜烧毁事故的分析可知，电气故障、设备老化、环境因素和维护管理不到位等多方面因素共同导致了此次事故的发生。为了有效预防类似事故的再次发生，需要从加强设备维护与检修、优化电气设计与选型、改善运行环境和提升人员专业素质等方面入手，采取综合性的预防措施。只有这样，才能提高变电站高压开关 LCP 柜的运行可靠性，确保电力系统的安全稳定运行。在未来的变电站运行管理中，应持续关注设备的运行状态，不断完善管理措施，为电力事业的发展提供坚实保障。

参考文献：

[1]王飞雪，李兆瑞.中置式高压开关柜断路器手车触头发热处理方法分析[J].中国金属通报，2018（04）：229+231.

[2]郭庆俊，牛俊萍，田智，乔美林，郭雨微.基于数字式线路保护测控装置的10kV开关柜控制回路改进[J].内蒙古电力技术，2018，36（01）：86-88.

[3]孟晨旭，李新海，曾令诚，曾新雄，肖星，林蔚，范德和.提高10kV电容开关运行可靠性运维策略研究与应用[J].电力设备管理，2019（12）：29-30+44.