王晓波
（河北大唐国际唐山热电有限责任公司 河北 唐山 063000）
摘要：继电保护装置的可靠性不仅仅依赖于二次设备的安装，整定和日常维护，一次设备的安装工艺也会对保护装置的可靠性产生一定的影响。本文以我厂发生了一次因动力电缆铠装层接地线施工错误导致单相接地后保护装置未动作，上一级开关跳闸的事件，简要说明了电缆施工工艺与继电保护装置可靠性的关系。
随着现代工业化进程的不断发展，电力供应稳定至关重要，电力供应中断不仅关系到民生，而且影响工业生产进程，同时也会衍生出其他问题，诸如环保，安全等等。当电力系统发生故障时，继电保护装置起到控制事故停电范围，保护设备安全，稳定供电系统的作用，并使电力供应能够尽快恢复，但是要想完美的实现这一切，不仅需要研究人员分析各种电力系统故障的特征，研发新技术，还需要安装施工时真正做到工艺符合规范。
某厂曾经发生过一次因动力电缆施工工艺不符合规范，导致电缆发生接地时保护装置未能正确感知故障电流而未动作，上一级开关正确动作，造成母线停电，机组运行失稳，辅控系统大面积异常的事件，对安全生产和环保造成不利影响。
发生故障的配电装置是一台距离较远的变压器，供电电缆采用露天布置，有金属托架承载固定在墙上，开关侧安装有分相过流保护，零序保护，其测量电流分别由相电流互感器和零序电流互感器进行测量，零序电流互感器为套管式电流互感器，动力电缆在套管中穿过，测量三相电流矢量合成的零序分量。故障发生时，变压器配电装置保护未动作，所在母线的供电电源开关保护装置动作跳闸，全段母线停电，使停电范围扩大。因停电系统为机组公用配电系统，大量辅控网设备供电中断，造成辅网系统大面积异常，此次事件最重要的影响就是尿素站停运，运行机组脱硝设备失去尿素供应，脱硝工艺中断，氮氧化物排放超标。
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图 1
故障发生后，专业人员对发生故障的配电间隔保护装置和动作跳闸间隔的保护装置进行检查，确认保护功能均正常，二次回路未发现异常，排除二次回路问题和装置故障导致的保护拒动。检查动力电缆时发现电缆铠装层穿过零序电流互感器，而铠装层接地线并未再次穿过互感器（如图1中B所示），当电缆一相对外层钢铠放电，构成单相接地短路故障，短路电流自开关侧流出，由短路点进入钢铠，再经钢铠层接地线流入大地，发生故障时，故障相电流较大，非故障相电流为零，零序电流互感器检测到故障相流出电流的同时，也检测到屏蔽层流回进入大地的电流，该电流恰恰与故障相流出电流相反，因此两个电流相互抵消（如图2中B所示），实际零序电流互感器测到的电流为零，零序保护未启动。由于该厂用电系统高压变压器中性点为经电阻接地的方式，接地电流小于300A，发生单相接地时故障相电流达不到相过流保护动作定值，因此，分相过流保护也未启动。
全段母线的馈线开关同样装有分相过流和零序保护，互感器配置安装方式与发生故障的变压器配电装置相同，零序电流互感器测到零序故障电流，零序保护动作，开关分闸，故障切除，但是，停电范围远超故障范围，导致大量未发生故障的配电装置因失去上一级电源而中断向负荷供电。
通过查阅零序互感器及动力电缆安装方面的规定（1）得知，电缆金属护层和护层接地线必须同时穿过互感器（如图1中A所示），这样当发生载流体与铠装层短路的故障时互感器中流过的电流即为三次流通电流的矢量和（如图2中A所示），或者铠装层和接地线均不穿过互感器，发生故障时互感器中流过的电流仅为载流体故障电流，从而避免发生电流相互抵消的现象。
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图 2
现场电缆施工方式如右图所示
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，故障发生时正值机组检修期间，遂对停运中的设备进行全面排查，未发现有类似的问题存在，这说明整体基建期电缆施工工艺是符合要求的，发生问题的配电间隔，极有可能是后期检修工作中，如更换电缆，更换零序电流互感器，高压试验等，对于铠装层接地线未按照原有穿行方式进行接线，造成互感器无法测量合成零序电流，导致保护装置不能正确动作。因此，日常工作中必须遵守本行业的技术规范，而且要重视细节，决定成败的往往是不为人着眼的细节。
参考文献：
（1）电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50168-2016