〔摘 要〕通過一起110kV氧化鋅避雷器的爆炸事故,分析了中性點接地系統(tǒng)異常情況下成為不接地系統(tǒng)時,避雷器可能承受不了單相接地故障引起的過電壓,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)多條線路故障跳閘。
19:23前,110kV電網(wǎng)上存在兩個變壓器中性點接地,一個是白馬垅變1號變壓器中性點,另一個是氮肥廠變壓器中性點。此后白變528線路發(fā)生接地故障,形成接地電流將白變1號變壓器中性點引線燒斷,再后502線路故障,使氮肥廠502開關(guān)跳閘,110kV電網(wǎng)便失去了中性點接地點,形成一個不接地的系統(tǒng)。19:42,白變5×24B相避雷器爆炸,Ⅱ母所有開關(guān)跳閘,4.5s后510跳閘。后經(jīng)高壓試驗,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線路分別于19:23(-45.5kA)和19:34(-35.5kA)兩次落雷,502線路分別于19:40(-31.1kA)和19:41(-13.6kA)兩次落雷。事故后線路故障查找發(fā)現(xiàn)528和502線路均有斷線現(xiàn)象。
2避雷器爆炸原因
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初步分析事故原因,認(rèn)為雷擊線路造成線路接地故障及跳閘,中性點接地電網(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)行時電網(wǎng)上有3組避雷器和1臺110kV中性點避雷器,均于1999年1月進(jìn)行了預(yù)防性試驗,各項試驗指標(biāo)均在合格范圍內(nèi)。
3組避雷器型號各異,所爆炸的那一臺(5×24B相)的性能參數(shù)與其它兩組有所差別。
2.2避雷器承受過電壓的能力
2.2.1承受雷電過電壓的能力
從圖避雷器雷電波作用下負(fù)擔(dān)情況來看,在相同的雷電波電壓下無疑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,Ⅱ母基本上靠Y10W1-100/248這組MOA(MetalOxideArrester)來泄放雷電波能量。
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)時白馬垅變近區(qū)并無特大雷(遠(yuǎn)方落雷都在45.5kA以下),又考慮到變電站多條線路的分流作用,因此5×24的MOA不會因承受不了雷電沖擊而損壞或爆炸。
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2.2.2承受工頻過電壓的能力
在110kV中性點接地系統(tǒng)因異常而變成中性點不接地系統(tǒng)時,若再發(fā)生單相接地現(xiàn)象,則過電壓的類型會因接地狀況的不同而不同,若接地是金屬性的,接地點電流不斷流,非故障相工頻電壓會升高;若接地點是間歇性電流熄弧、重燃,電網(wǎng)上會產(chǎn)生間歇性弧光接地過電壓。
根據(jù)GB11032,MOA應(yīng)具有一定的工頻過電壓耐受能力,對于中性點有效接地系統(tǒng)的MOA,10s耐受電壓就不低于MOA的額定電壓。