張永紅，李志超

（1.中國聯(lián)通甘肅省分公司，甘肅 蘭州 730000；2.中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司，河南 鄭州 450007）

1 案例描述

2018年，某運(yùn)營商省級(jí)樞紐樓在低壓母線主備倒換測試過程中，備用母線合閘瞬間發(fā)生相間短路故障。雖未影響通信業(yè)務(wù)，但本次故障導(dǎo)致該通信樞紐樓共計(jì)4層機(jī)樓的通信電源設(shè)備在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)處于單路供電狀態(tài)，存在嚴(yán)重的供電安全隱患。

2 故障的直接原因

經(jīng)現(xiàn)場勘查，故障點(diǎn)位于7樓備用低壓母線槽插接箱三通段。在主備倒換過程中發(fā)生AB相間短路，燒毀三通段連接器內(nèi)的銅排和絕緣外殼[1]，如圖1所示。

圖1 故障母線槽圖片

發(fā)生短路故障，是因?yàn)槟妇€槽發(fā)生局部形變，導(dǎo)致故障點(diǎn)附近AB兩相之間的電氣間隙不足。同時(shí)，連接器內(nèi)保護(hù)螺桿的絕緣材料破損，如圖2所示，影響了母線槽的爬電距離。上述兩個(gè)原因直接影響母線槽內(nèi)的局部介電性能，發(fā)生閃絡(luò)[2]，導(dǎo)致本次相間短路故障。

圖2 故障絕緣材料圖片

分析母線槽發(fā)生形變的原因，在于受現(xiàn)場安裝條件限制，安裝施工過程未能因地制宜地采取適當(dāng)措施，導(dǎo)致三通及插接箱未做規(guī)范、有效的固定支撐，插接箱自身的重力對(duì)母線槽（三通段連接器）產(chǎn)生力矩，而連接器長期受力的累積效應(yīng)以及前期多次測試加電時(shí)的電流沖擊等影響，內(nèi)部產(chǎn)生形變、絕緣遭到破壞，引發(fā)本次相間短路故障。

3 故障的設(shè)計(jì)原因

本次發(fā)生故障的2 500 A低壓母線槽，為該機(jī)樓2013年市電擴(kuò)容項(xiàng)目的子項(xiàng)目，建設(shè)內(nèi)容如圖3所示。從1樓的10 kV配電室的#16、#26兩個(gè)低壓饋線柜，新建兩條低壓母線槽。A母線槽分別向2、4、6、8等合計(jì)4層機(jī)樓的通信主設(shè)備和空調(diào)等配套設(shè)備提供交流備用電源，B母線槽則分別向3、5、7、9等另外4層機(jī)樓提供交流備用。

圖3 配電系統(tǒng)架構(gòu)圖

從系統(tǒng)架構(gòu)來看，本次設(shè)計(jì)滿足了備用電源的要求，與主用電源取自不同的配電系統(tǒng)（低壓供電母線），且具備承擔(dān)全部負(fù)荷的能力。但是，從系統(tǒng)安全性角度來看，設(shè)計(jì)并沒有從設(shè)計(jì)層面體現(xiàn)“主、備用母線槽應(yīng)在相互隔離的路由敷設(shè)”[3]的原則或者意圖。若能如此，則在發(fā)生可能的母線槽嚴(yán)重故障時(shí)，可以有效避免故障延伸和擴(kuò)大。

從故障現(xiàn)場來看，本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)之初并沒有仔細(xì)勘察母線槽全路由敷設(shè)的現(xiàn)場，沒有發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場安裝條件不佳，沒有對(duì)施工方案提出切合現(xiàn)場實(shí)際情況的具體處理措施和工藝要求，從項(xiàng)目設(shè)計(jì)的層面為本次故障埋下了隱患。

4 故障的施工原因

施工單位在施工過程中存在更嚴(yán)重的錯(cuò)誤。

首先，現(xiàn)場勘測不仔細(xì)，沒有認(rèn)真復(fù)核安裝條件。在敷設(shè)母線槽的電力豎井內(nèi)，作為敷設(shè)線纜的橋架槽鋼上面綁扎了大量前期敷設(shè)的電力電纜，占據(jù)了較大的豎井空間，所以給本項(xiàng)目安裝母線槽預(yù)留的空間不足，表現(xiàn)在橋架槽鋼外延與母線槽占用位置相重疊。若強(qiáng)行安裝，必將導(dǎo)致母線槽形變。

其次，材料進(jìn)場把關(guān)不嚴(yán)。本項(xiàng)目為施工單位自購材料施工，從故障現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，所用母線槽的連接器絕緣材料存在質(zhì)量缺陷，而施工單位在施工過程中也曾發(fā)現(xiàn)了絕緣材料的問題，但出于成本考慮和僥幸心理，為本項(xiàng)目埋下了重大隱患。

最后，現(xiàn)場施工工藝不規(guī)范，未嚴(yán)格按照低壓母線槽的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化安裝的相關(guān)技術(shù)規(guī)程的要求。母線槽局部（三通段及插接箱）為實(shí)施有效的支撐和固定，導(dǎo)致局部長期受力、發(fā)生形變，破壞連接器的絕緣，最終導(dǎo)致本次故障的發(fā)生。

5 故障的維護(hù)原因

本次故障是由材料缺陷的隱患長期累積和逐漸發(fā)展最終釀成的。項(xiàng)目竣工伊始僅僅是材料缺陷和施工隱患，但是隨著時(shí)間的推進(jìn)，因安裝不規(guī)范導(dǎo)致母線槽的形變不斷積累，對(duì)本來存在缺陷的絕緣材料逐步擠壓變形，影響到局部電氣間隙、爬電距離超標(biāo)、介電性能劣化，最終發(fā)生閃絡(luò)故障。

從維護(hù)工作方面看，在項(xiàng)目施工完畢、報(bào)請(qǐng)驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)程逐項(xiàng)仔細(xì)測試，排查可能的技術(shù)缺陷和隱患；在后期日常維護(hù)過程中，則應(yīng)該按照相關(guān)技術(shù)維護(hù)規(guī)程的要求，定期進(jìn)行巡檢、測試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種缺陷和隱患的發(fā)展并及時(shí)消除，確保電源設(shè)施和通信業(yè)務(wù)安全。

6 結(jié) 論

綜上分析，本次故障的直接原因?yàn)殡姎忾g隙和爬電距離不足導(dǎo)致的相間短路。但是，從項(xiàng)目設(shè)計(jì)、材料采購、工程施工以及后期的日常維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)的工作都先后出現(xiàn)了紕漏，導(dǎo)致最終由缺陷逐漸發(fā)展成為嚴(yán)重故障。本次故障充分驗(yàn)證了工程項(xiàng)目質(zhì)量全過程管理的重要性和日常維護(hù)工作對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要性。

低壓母線槽在電氣原理上屬于配電線路，往往被等同于電力電纜而不受關(guān)注，在通信行業(yè)尤其如此。電力電纜是個(gè)非常成熟的產(chǎn)品，且故障率很低，所以在整個(gè)通信行業(yè)對(duì)低壓母線槽可能的風(fēng)險(xiǎn)并沒有清醒的認(rèn)識(shí)，由此可能導(dǎo)致十分嚴(yán)重的故障。此外，因?yàn)橥ㄐ艑I(yè)的故障往往還有可能倒回原始狀態(tài)，而電源故障基本上都是不可逆的，因而電源故障的危害性更大、恢復(fù)周期更長、影響后果更嚴(yán)重。

縱觀通信運(yùn)營行業(yè)的動(dòng)力專業(yè)維護(hù)規(guī)程，對(duì)電力電纜以及后來的低壓母線槽都沒有任何規(guī)范性的維護(hù)要求，導(dǎo)致日常運(yùn)行維護(hù)過程中形成空白區(qū)。電力電纜和低壓母線槽的運(yùn)行狀態(tài)無法及時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測，材料缺陷歷經(jīng)長期發(fā)展成故障，將給通信業(yè)務(wù)帶來嚴(yán)重影響。

從技術(shù)角度看，電力電纜和低壓母線槽是低壓配電系統(tǒng)十分重要的環(huán)節(jié)，不應(yīng)該忽視。因此，建議相關(guān)部門及時(shí)研究和制定科學(xué)、規(guī)范、可行的電力電纜、低壓母線槽的日常維護(hù)規(guī)程，明確測試項(xiàng)目、周期和指標(biāo)范圍，及時(shí)發(fā)現(xiàn)材料缺陷，將故障風(fēng)險(xiǎn)消滅在萌芽中，避免配電系統(tǒng)乃至通信網(wǎng)絡(luò)遭受巨大損失。