摘要：详细分析了某风电场110kV升压站因35kV开关柜电缆屏蔽层接地线安装不当而导致的集电Ⅳ回线跳闸事故，在此基础上分析了几种可能出现的三芯电缆金属屏蔽层接地线的安装方式，并讨论了各种35kV电缆屏蔽层接地线安装方式对零序CT测量值的影响，指出了其中既不影响零序CT的测量值，又合乎规范的安装方式。本文的讨论分析对风电场运维人员理解35kV电缆屏蔽层接地方式和工作验收具有较高的参考价值。
关键词：风电场；35kV电缆；接地；故障；零序CT
风电场35kV集电线路是风电场重要组成设备之一，是传输电能的重要载体，在整个风电场产生经济效益中占有重要作用，反之，当某一条或者更多的35kV集电线路发生故障或故障被迫停运时，会给公司带来较大的经济损失。因此，分析及研究风电场35kV集电线路运行中出现的各种故障，并制定预防性措施，对整个风电场安全稳定运行起着重要作用。最近对一起风电场110kV升压站因35kV开关柜电缆屏蔽层接地线导致集电线路跳闸的故障进行排查分析，认为该类故障具有一定的代表性，且故障查找时有一定的迷惑性，通过对这次故障原因的排查分析，全面分析三芯电缆屏蔽层可能出现的错误接地方式，并给出了合理的接地方式的建议。
1.事件经过及处理情况
1.1事件前运行方式
2016年06月20日11:06分，某风电场38台风机正常运行，风速12.8m/s,负荷28MW；110kV送出线1256开关运行、#1主变运行，35kVI段母线运行，电抗器，电容器，接地变，站用变3561开关运行。
1.2事件现象
2016年06月20日11时06分47秒449毫秒，后台监控系统报“集电IV回线3554开关合转分”，同时听到35kV配电室有断路器断开声音。运行人员立即对35kV配电室进行检查，发现集电IV回线3554开关柜跳闸，查保护装置事件报告，保护装置动作记录见附表1。
运行人员立即对3554开关柜一次二次系统进行检查，对3554开关柜本体检查，用2500V摇表进行测量一次设备绝缘:A相：2.65GΩ；B相：2.36GΩ；C相：2.56GΩ；AB：3.76GΩ；AC：3.91GΩ；BC：4.25GΩ；均在正常范围，开关机构无异常；对二次控制回路的检查，跳闸回路绝缘良好，不存在偷跳的可能；二次电流回路唯一接地点用钳形电流表测的IPE=0，故障分析一时陷入僵局。
难道是保护误动？对3554开关试合，设备运行正常；启动集电Ⅳ的10台风机运行后，设备运行依然正常运行；此时风速5.2m/s，观察保护装置电流采集值，发现3I0随着负荷增长在0.00A～0.086A之间波动，随着负荷增长变大，此时用钳形电流表测二次电流回路唯一接地点接地电流IPE=0。查阅35kV开关柜二次电流回路图（图：1）和开关柜端子排接线图（图：2）后，在端子排上选取一组位置测点，采用高精度相位表测得零序电流数据（附表：2）。
零序保护是利用零序CT采集零序电流，正常情况下，三相的向量和为零，零序CT无零序电流。当发生故障的时候，三相的向量和不为零，零序CT有零序电流，一旦达到保护动作定值，则保护动作跳闸。根据测试结果看保护装置1n的测点A13、A14之间有零序电流流过，这说明零序CT一次侧确电流流过，零序电流保护装置动作正确。对比测试结果分析发现端子排右测两个测点K1、K2流过的电流大小几乎相等，方向相反；K1、K2分别接零序CT二次侧绕组两个抽头，怀疑零序CT二次绕组K1、K2之间两点接地。为了验证分析，断开端子排29、30之间的短连片，用高精度相位表测得零序电流数据（附表：3），可以肯定CT二次绕组K1、K2之间的有一个接地点。
表3断开二次回路接地点零序电流测量数据
测点位置电流i/ma相角Φ/°
N401（开关柜端子排29）7.68.9
PE（开关柜端子排30）00
申请调度将3554开关转检修状态，打开开关柜柜门检查零序CT，发现35kV电缆屏蔽层接地线未穿过零序CT直接接地,且搭接在开启式零序CT安装连片上（图3），至此故障原因一目了然，也解释了零序电流随负荷变化而变化的困惑。
1.3跳闸原因分析
与单芯电缆不同，三芯电缆钢铠的屏蔽层采用的是两点接地。零序CT装在开关柜底板上面，电缆终端头穿过零序CT后，电缆金属屏蔽接地线没有穿过零序CT，而是直接接地。风电场35kV集电线路电缆线路较长，两端都接地，屏蔽层接地线中容易出现感应电压，屏蔽层接地线中就会有感应电流，这个感应电流会随着负荷的变化而变化，且屏蔽层接地线搭在开启式CT安装连接片上，电流顺着二次绕组流向二次回路接地点PE；同时感应电流流过零序CT外侧，将在二次侧感应出一个新的零序电流，两个电流叠加之后的电流流过保护装置1n，造成零序保护动作，该电流并非发生接地故障时的零序电流。
最终得出结论是本次3554开关开关柜零序保护动作的主因是电缆屏蔽层接地线安装不规范导致了零序保护误动作。
1.3事件处理
依据中华人民共和国国家标准《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》第6.2.9条规定，三芯电力电缆终端处的金属层必须接地良好；电缆每项钢屏蔽和钢铠应锡焊接地线。电缆通过零序电流互感器时，电缆金属保护层和接地线应对地绝缘，电缆接地点在互感器以下时，接地线应直接接地；接地点在互感器以上时，接地线应穿过互感器接地。
对此问题进行了整改，将3554开关柜35kV电缆接地线先穿回零序保护CT后再接地（图4），这样就相当于零序电流互感器一次侧中流过的感应电流大小相等，方向相反，两者相互抵消，从而有效防止屏蔽层中电流流过零序电流互感器在二次侧感应出零序电流，造成零序保护误动。
2.防止零序保护误动作采取的措施
（1）安装零序电流互感器要注意电流互感器与电缆头位置关系。当零序电流互感器安装在电缆头的上面，电缆屏蔽接地线应穿过零序电流互感器后再接地（图4），当零序电流互感器安装在电缆头的下面，电缆屏蔽接地线应直接接地，不要穿过零序电流互感器（图5）。
（2）接地线须采用铜绞线或镀锡铜编织线，接地线的截面不应小于25mm2，接地端必须焊接接地线端子，并正确处理接地线与零序电流互感器的相对位置，接地线必须安装在接地铜排上；
（3）互感器二次绕组及互感器本身都要接地。
（4）检修结束，设备送电前都要对零序保护进行校验，核对保护定值，确保保护正常可靠。
（5）在处理其他故障时，尽量不要拆动零序电流互感器，不要拆电缆铠甲屏蔽层接地线，如果必须拆除，在作业结束后恢复原样。
（6）加强验收管理，提高人员业务水平，让运维人员掌握零序电流互感器安装方法和电缆屏蔽层接地线安装方法，保证验收工作一步到位。
3.事件总结
零序保护误动、拒动原因是现场多重因素综合作用的结果,我们在工作中应当仔细分析，认真查找原因，通过分析找到事故原因后应采用有效措施，避免类似事故的再次发生，确保设备安全稳定的运行。
参考文献：
[1]中华人民共和国建设部，《GB50168-2006电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》，中国计划出版社，2006。
作者简介：
高正山（1975），男，甘肃靖远，大专，助理工程师，风力发电变电站自动化.
