〔摘 要〕通過(guò)一起110kV氧化鋅避雷器的爆炸事故,分析了中性點(diǎn)接地系統(tǒng)異常情況下成為不接地系統(tǒng)時(shí),避雷器可能承受不了單相接地故障引起的過(guò)電壓,而發(fā)生損壞或爆炸,提出了事故防范措施。
〔關(guān)鍵詞〕電網(wǎng)異常避雷器爆炸 避雷器 電網(wǎng) 防范措施
1事故概況
1999年7月15日株洲地區(qū)暴雨、強(qiáng)雷電,110kV系統(tǒng)多條線(xiàn)路故障跳閘。
19:23前,110kV電網(wǎng)上存在兩個(gè)變壓器中性點(diǎn)接地,一個(gè)是白馬垅變1號(hào)變壓器中性點(diǎn),另一個(gè)是氮肥廠變壓器中性點(diǎn)。此后白變528線(xiàn)路發(fā)生接地故障,形成接地電流將白變1號(hào)變壓器中性點(diǎn)引線(xiàn)燒斷,再后502線(xiàn)路故障,使氮肥廠502開(kāi)關(guān)跳閘,110kV電網(wǎng)便失去了中性點(diǎn)接地點(diǎn),形成一個(gè)不接地的系統(tǒng)。19:42,白變5×24B相避雷器爆炸,Ⅱ母所有開(kāi)關(guān)跳閘,4.5s后510跳閘。后經(jīng)高壓試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)5×24C相避雷器泄漏電流已超標(biāo)、不合格。
根據(jù)雷電定位系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù),528線(xiàn)路分別于19:23(-45.5kA)和19:34(-35.5kA)兩次落雷,502線(xiàn)路分別于19:40(-31.1kA)和19:41(-13.6kA)兩次落雷。事故后線(xiàn)路故障查找發(fā)現(xiàn)528和502線(xiàn)路均有斷線(xiàn)現(xiàn)象。
2避雷器爆炸原因
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初步分析事故原因,認(rèn)為雷擊線(xiàn)路造成線(xiàn)路接地故障及跳閘,中性點(diǎn)接地電網(wǎng)轉(zhuǎn)變成不接地電網(wǎng)后產(chǎn)生的單相接地過(guò)電壓造成避雷器的爆炸。
2.1爆炸避雷器自身的品質(zhì)
白馬垅變110kV系統(tǒng)異常運(yùn)行時(shí)電網(wǎng)上有3組避雷器和1臺(tái)110kV中性點(diǎn)避雷器,均于1999年1月進(jìn)行了預(yù)防性試驗(yàn),各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)均在合格范圍內(nèi)。
3組避雷器型號(hào)各異,所爆炸的那一臺(tái)(5×24B相)的性能參數(shù)與其它兩組有所差別。
2.2避雷器承受過(guò)電壓的能力
2.2.1承受雷電過(guò)電壓的能力
從圖避雷器雷電波作用下負(fù)擔(dān)情況來(lái)看,在相同的雷電波電壓下無(wú)疑Y10W1-100/248這組負(fù)擔(dān)最嚴(yán)重,而FZ-110的這組負(fù)擔(dān)最輕。由于變電站內(nèi)110kV的引線(xiàn)較短,F(xiàn)Z-110這組避雷器基本上起不了多大作用,雷電波入侵時(shí),Ⅱ母基本上靠Y10W1-100/248這組MOA(MetalOxideArrester)來(lái)泄放雷電波能量。
根據(jù)GB11032,10kA的MOA可以耐受65kA(現(xiàn)為100kA)的大電流沖擊兩次。由于當(dāng)時(shí)白馬垅變近區(qū)并無(wú)特大雷(遠(yuǎn)方落雷都在45.5kA以下),又考慮到變電站多條線(xiàn)路的分流作用,因此5×24的MOA不會(huì)因承受不了雷電沖擊而損壞或爆炸。
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2.2.2承受工頻過(guò)電壓的能力
在110kV中性點(diǎn)接地系統(tǒng)因異常而變成中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)時(shí),若再發(fā)生單相接地現(xiàn)象,則過(guò)電壓的類(lèi)型會(huì)因接地狀況的不同而不同,若接地是金屬性的,接地點(diǎn)電流不斷流,非故障相工頻電壓會(huì)升高;若接地點(diǎn)是間歇性電流熄弧、重燃,電網(wǎng)上會(huì)產(chǎn)生間歇性弧光接地過(guò)電壓。
根據(jù)GB11032,MOA應(yīng)具有一定的工頻過(guò)電壓耐受能力,對(duì)于中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)的MOA,10s耐受電壓就不低于MOA的額定電壓。