二洋

(江蘇省灌溉總渠管理處，江蘇 淮安 223200)

淮陰站變電所過(guò)電壓保護(hù)器爆炸故障分析及處理

楊俊楊二洋董振宇

(江蘇省灌溉總渠管理處，江蘇 淮安 223200)

TBP型過(guò)電壓保護(hù)器用于限制大氣過(guò)電壓及各種真空開(kāi)關(guān)引起的操作過(guò)電壓。廣泛用于電力、冶金、化工、煤炭、輕工、建筑、電氣化鐵道、水利水電等行業(yè)。本文通過(guò)對(duì)淮陰站變電所過(guò)電壓保護(hù)器爆炸引發(fā)全站停電故障的介紹和分析，查找出造成故障的主要原因，并從現(xiàn)場(chǎng)管理角度給出具體解決措施，供同行參考。

泵站變電所；過(guò)電壓保護(hù)器；爆炸；故障；分析

淮陰站變電所是淮陰抽水站及淮陰三站兩座梯級(jí)泵站的專用變電所，電壓等級(jí)為110kV，為泵站提供穩(wěn)定的開(kāi)機(jī)運(yùn)行電源，同時(shí)承擔(dān)整個(gè)站區(qū)的生活用電。2016年8月，該泵站變電所值班人員聽(tīng)到巨響，全站區(qū)停電。檢查發(fā)現(xiàn)高壓10kV進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜后柜門(mén)被頂開(kāi)，變形嚴(yán)重，柜內(nèi)過(guò)電壓保護(hù)器爆炸損毀，主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，110kV進(jìn)線開(kāi)關(guān)701kV、10kV進(jìn)線開(kāi)關(guān)101跳閘。本文針對(duì)淮陰站變電所過(guò)電壓保護(hù)器爆炸損毀問(wèn)題，進(jìn)行詳細(xì)分析并作出處理。

1 TBP過(guò)電壓保護(hù)器工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用

1.1 工作原理

TBP過(guò)電壓保護(hù)器由四組放電間隙-氧化鋅非線性電阻組成，電氣結(jié)構(gòu)如圖1所示。四組氧化鋅非線性電阻結(jié)構(gòu)對(duì)稱，可以選任意3個(gè)分別接入A、B、C三相，另一個(gè)接地。放電間隙使氧化鋅電阻的荷電率為0，氧化鋅非線性電阻的非線性特征使放電間隙動(dòng)作后立即熄弧，無(wú)續(xù)流、無(wú)截波，放電間隙不再承擔(dān)滅弧的任務(wù)，提高了產(chǎn)品的使用壽命，在操作過(guò)電壓下，動(dòng)作壽命可達(dá)到105次。

圖1 TBP型過(guò)電壓保護(hù)器電氣原理

1.2 特點(diǎn)及應(yīng)用

TBP型過(guò)電壓保護(hù)器用于限制大氣過(guò)電壓及各種真空開(kāi)關(guān)引起的操作過(guò)電壓。廣泛用于電力、冶金、化工、煤炭、輕工、建筑、電氣化鐵道、水利水電等行業(yè)。TBP型過(guò)電壓保護(hù)器電壓沖擊系數(shù)為1，在各種電壓波形下放電值均相等，不受各種操作過(guò)電壓波形的影響，過(guò)電壓保護(hù)值準(zhǔn)確，保護(hù)器的四星形接線可將相間過(guò)電壓大幅度降低，保護(hù)的可靠性得以提高。TBP型過(guò)電壓保護(hù)器采用硅橡膠外套和高電壓電纜外引結(jié)構(gòu)，除具有與瓷絕緣外套的過(guò)電壓保護(hù)器相同的電氣特性外，還具有易安裝、密封性強(qiáng)、體積小、耐振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。在系統(tǒng)發(fā)生間隙性弧光接地過(guò)電壓及電磁諧振過(guò)電壓，且量能小于400A2ms方波沖擊能量時(shí)，TBP型過(guò)電壓保護(hù)器都可以起到保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的作用。

2 過(guò)電壓保護(hù)器損毀事故原因分析

淮陰站變電所過(guò)電壓保護(hù)器損毀事故發(fā)生后，現(xiàn)場(chǎng)查看了10kV進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜破損情況(見(jiàn)圖2)， 10kV進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜內(nèi)過(guò)電壓保護(hù)器全部損毀，電流互感器表面有拉弧灼傷現(xiàn)象，10kV進(jìn)線柜斷路器，母排、絕緣子、主變等相關(guān)設(shè)備未發(fā)生設(shè)備受損。

圖2 10kV進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜破損情況

爆炸發(fā)生前，10kV系統(tǒng)的電壓在10.3kV左右，站區(qū)未進(jìn)行任何設(shè)備操作，可排除由于電壓波動(dòng)或系統(tǒng)諧振原因引起過(guò)電壓保護(hù)器爆炸(見(jiàn)圖3)，發(fā)現(xiàn)底座B、C兩相底部金屬部位已受潮生銹，進(jìn)一步查看氧化鋅閥片，已受潮產(chǎn)生銅綠，可判斷此次故障直接原因是由于過(guò)電壓保護(hù)器密封不良，使潮氣或水分侵入，內(nèi)部絕緣受潮，導(dǎo)致絕緣擊穿，相間接地短路引起過(guò)電壓保護(hù)器爆炸損毀。

圖3 損毀的過(guò)電壓保護(hù)器

對(duì)10kV間隔同批次過(guò)電壓保護(hù)器進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該批次其他三組過(guò)電壓保護(hù)器只有一組耐壓試驗(yàn)合格，其他兩組耐壓數(shù)據(jù)起伏較大，耐壓值不穩(wěn)定，通過(guò)對(duì)其中一組過(guò)電壓保護(hù)器進(jìn)行解體(見(jiàn)圖4)，發(fā)現(xiàn)該組過(guò)電壓保護(hù)器氧化鋅閥片也受潮嚴(yán)重，出現(xiàn)銅綠，進(jìn)一步驗(yàn)證了之前分析的故障原因。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，分析此次過(guò)電壓保護(hù)器爆炸的原因主要有以下兩個(gè)：?10kV間隔同批次四個(gè)過(guò)電壓保護(hù)器中有三個(gè)存在密封不良情況，內(nèi)部均已受潮，解體的過(guò)電壓保護(hù)器內(nèi)部的環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)現(xiàn)氣泡較多，產(chǎn)品質(zhì)量存在一定問(wèn)題；?發(fā)生過(guò)電壓保護(hù)器爆炸損壞時(shí)天氣炎熱，空氣濕度較大，而高壓開(kāi)關(guān)柜未安裝自動(dòng)除濕控制器，且高壓開(kāi)關(guān)室內(nèi)缺少除濕設(shè)備，導(dǎo)致過(guò)電壓保護(hù)器在濕熱環(huán)境下耐壓下降，容易發(fā)生爆炸損毀。所幸當(dāng)時(shí)該泵站沒(méi)有開(kāi)機(jī)運(yùn)行任務(wù)，且站區(qū)有備用電源，未造成太大影響。

圖4 3號(hào)柜過(guò)電壓保護(hù)器解體圖片

3 過(guò)電壓保護(hù)器損毀事故處理

在確定了故障原因后，組織相關(guān)人員立即實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)工作，主要包括：更換10kV間隔內(nèi)的同批次過(guò)電壓保護(hù)器；更換受損的電流互感器；對(duì)變形的柜門(mén)進(jìn)行整形恢復(fù)；在高壓開(kāi)關(guān)柜室內(nèi)增加除濕設(shè)備；對(duì)開(kāi)關(guān)柜增加自動(dòng)加熱除濕控制器。

故障處理后，至今該高壓開(kāi)關(guān)柜已投入使用超過(guò)一年，今年的過(guò)電壓保護(hù)器電氣試驗(yàn)全部合格，設(shè)備運(yùn)行正常。

4 結(jié) 語(yǔ)

為確保工程安全運(yùn)行，避免出現(xiàn)故障或事故，在采購(gòu)電氣設(shè)備及配套產(chǎn)品時(shí)，必須選擇具備產(chǎn)品生產(chǎn)資質(zhì)、質(zhì)量信譽(yù)度高的企業(yè)生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，確保電氣設(shè)備及配套產(chǎn)品質(zhì)量符合技術(shù)規(guī)范、設(shè)計(jì)文件和合同規(guī)定。此外，應(yīng)深入全面開(kāi)展電氣安全隱患自查自糾，排查電氣產(chǎn)品及其線路是否符合法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求，及時(shí)整改檢查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和隱患。

[1] 滕振業(yè).TBP型三相組合式過(guò)電壓保護(hù)器爆炸原因分析與對(duì)策[J].安全、健康和環(huán)境,2011(3).

[2] 董國(guó)震.三相組合式過(guò)電壓保護(hù)器工頻放電試驗(yàn)中間隙擊穿放電判斷方法的分析[J].電磁避雷器,2006(2).

[3] 江日洪，張兵，羅曉宇.發(fā)、變電站防雷保護(hù)及應(yīng)用實(shí)例[M].北京:中國(guó)電力出版社,2005.

AnalysisandTreatmentofExplosionFailureofOvervoltageProtectorinHuaiyinStationPowerSubstation

YANG Jun, YANG Eryang, DONG Zhenyu

(JiangsuProvincialIrrigationChannelManagementOffice,Huai’an223200,China)

TBP over-voltage protector is used for limiting atmospheric over-voltage and operation over-voltage caused by various vacuum switches. It is widely used in electric power, metallurgy, chemical industry, coal, light industry, construction, electrified railway, water conservancy and hydropower industry, etc.. In the paper, whole-station power failures caused by over-voltage protector explosion in Huaiyin Station Power Substation are introduced and analyzed for discovering main reasons of the failures. Concrete solutions are given from the perspective of site management as reference for peers.

pumping station substation; over-voltage protector; explosion; failure; analysis

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.011.015

TV675

B

1673-8241(2017)011-0059-03