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樓蘭變真空開關(guān)投切電容器組過電壓事故分析

文檔作者：齊進(jìn) 文檔來源：新疆電力試驗(yàn)研		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年06月12日
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灰 ／黔夭／技劫 器 ，過 文
1997年3月第1期 《新疆電力》 總第52期
樓蘭變真空開關(guān)投切電容器組
過電壓事故分析
齊 進(jìn)
新疆電力試驗(yàn)研 i-魯未齊830000)
嘶、 o-7
r、[摘要] 接蘭變電所35kV真空開關(guān)投切 口的屏蔽罩及A相下斷口屏蔽罩被燒變色
電容器組時(shí)爆炸。本文分析認(rèn)為是因真空泡 事故跡象表明，柜內(nèi)發(fā)生了相對(duì)地閃絡(luò)
質(zhì)量不良，41起重蒜過電壓所盤，并提出相應(yīng) 和相間閃絡(luò)。且該開關(guān)未能開斷短路。顯然
措施，供參考。 是操作過電壓所為，且極可能有相間過電壓
[關(guān)鍵詞 真空開關(guān)過電壓事故分析 發(fā)生。
事故概況 L真空開關(guān)切電容器組過電壓簡述
1996年3月21日樓蘭變35kV 1段I
組電容器開關(guān)正常運(yùn)行操作，分?jǐn)鄷r(shí)發(fā)生爆
炸。35kV分段開關(guān)跳閘，1號(hào)主變220kV 側(cè)
開關(guān)跣閘失壓。事故支路簡化結(jié)線如圖(1)。
啦VI段
圖(1)
開關(guān)柜：GBC-35(F)一18
開關(guān)：ZN一35／1250A
氧化鋅避雷器(MOA)：Y5W 一41／
1 3OW
電容器組：BWFll一334一lW
電抗器tCK5 540／35
事故后對(duì)開關(guān)柜檢查：開關(guān)在分閘位置，
柜內(nèi)六只真空泡全部損壞，B、C相下支持棒
閃絡(luò)，相間有多處燃孤痕跡。B、C兩相上斷
由于電容器上殘余電荷存在，在開斷電
容器后的第一個(gè)周波內(nèi)，開關(guān)斷口上恢復(fù)電
壓到能達(dá)到兩倍額定電壓，并可能導(dǎo)致斷口
電弧持續(xù)重燃，產(chǎn)生較高幅值的過電壓，造成
設(shè)備絕緣事故。這里不贅述具體的分析計(jì)算
方法，只概要介紹具有代表性的研究結(jié)果：
1．1 開關(guān)開斷時(shí)如不發(fā)生重燃，電容器惻過
電壓低于2．0p． ；
1．2 發(fā)生單相重燃，相對(duì)地過電壓可達(dá)
4．0p．u以上；
l_3 發(fā)生兩相重燃，幾率教低，相對(duì)地電壓
也可達(dá)4．0p．¨以上，而相間過電壓可達(dá)
3．1 }
1．4 單相接地時(shí)兩相重燃，過電壓更高且更
難抑制。
可見．重燃是產(chǎn)生過電壓的基本原因。過
電壓的幅值除與各元件參數(shù)，電網(wǎng)參數(shù)有關(guān)
外，還跟開斷時(shí)電容器電壓及重燃時(shí)相角密
切相關(guān)。以上數(shù)值是最嚴(yán)重情況。另外，應(yīng)盡
量避免系統(tǒng)單相接地時(shí)操作電容的開關(guān)。
為限制真空開關(guān)操作過電壓，設(shè)計(jì)時(shí)，該
站電容器側(cè)各相線對(duì)地加裝了一組MOA，
見圖。
收精日期；1997 o1 lO
1 ，
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擤蘭變真空開關(guān)投切電客囂扭過電壓事故分析 1997年3月第l期
1．4．1 應(yīng)可將相對(duì)地操作過電壓限制在4．
0p． 以內(nèi)，MOA這種結(jié)線方式基本滿足對(duì)
正常35kV系統(tǒng)相對(duì)地絕緣水平的保護(hù)要
求。避雷器動(dòng)作時(shí)，一般只流過系統(tǒng)雜散電容
電流 因此避雷器操作過電壓下動(dòng)作負(fù)載小，
且結(jié)線簡單，是其優(yōu)點(diǎn)。由于限制了相對(duì)地電
壓，因而可抑制單相重燃發(fā)展．也間接降低了
兩相重燃發(fā)生的幾率?？墒且坏l(fā)生兩相重
燃時(shí)，對(duì)相間過電壓基本不起作用，其道理如
圖(2)。
圖(2)：兩相重燃時(shí)等值電路
兩相避雷器串接后并在相間，等值操作
殘壓在5．0p． 以上，而只有在小于實(shí)際的
相間過電壓最高值3．1p． 時(shí)避雷器才起作
用
2 兩相重燃相間過電壓保護(hù)簡述
此次事故有明顯的相間閃絡(luò)痕跡，且有
相對(duì)地閃絡(luò)，可能有以下幾種情況之一造成；
2．1 斷口單相重燃，相一地過電壓先導(dǎo)致某
相對(duì)地閃絡(luò)，柜內(nèi)接地電弧不能自熄，發(fā)展成
相間閃絡(luò)短路故障。
2．2 兩相重燃，過電壓使相間，相對(duì)地發(fā)生
閃絡(luò)。
2．3 如果是單相重燃先引發(fā)相對(duì)地閃絡(luò)又
發(fā)展為兩相重燃，則過電壓最為嚴(yán)重
對(duì)1、3兩種情況，如能改善避雷的特性．
提高負(fù)載能力．降低操作殘壓，將相對(duì)地過電
壓限制在較低水平，使相一地閃絡(luò)不發(fā)生，可
得到抑制，且對(duì)降低兩相重燃幾率也很有益。
調(diào)節(jié)開關(guān)機(jī)械特性，尤其是分閘同期性改善
到降低兩相重燃幾率。另外以下幾種方法對(duì)
限制兩相重燃過電壓有效：
a．開關(guān)斷口加裝并聯(lián)電阻?？勺枘衢_斷
過渡過程的暫態(tài)電磁振蕩+抑制相對(duì)地和相
間過電壓。某些多油開關(guān)采用該結(jié)構(gòu)，但因結(jié)
構(gòu)復(fù)雜，給制造和運(yùn)行維護(hù)都帶來困難，對(duì)結(jié)
構(gòu)緊湊的真空開關(guān)很難適用。
b．避雷器采用四星接法，如圖(3) O’點(diǎn)
與電容器組中性點(diǎn)相聯(lián)，上面的三支避雷器
直接并在電容器上或L C支路上 A與B兩
支避雷器額定電壓之和略低于圖(1)中單支
避雷器額定電壓，可將中性點(diǎn)過電壓限制在
較低水平，并因相間殘壓小，可起到限制相間
過電壓的作用。缺點(diǎn)是結(jié)線復(fù)雜．對(duì)避雷器動(dòng)
作負(fù)載能力要求高，參數(shù)選擇也比較困難。
A
c．電抗器上并聯(lián)阻尼支路。阻尼了暫態(tài)
過渡過程中的電磁振蕩。困而可抑制重燃的
發(fā)展。這種方法前蘇聯(lián)使用較多，也取得了一
定效果其阻尼支路為間隙串聯(lián)線性電阻，正
常運(yùn)行時(shí)阻尼電阻開路，當(dāng)電抗器兩端電壓
升高間隙動(dòng)作時(shí)阻尼電阻接通，吸收能量。其
缺點(diǎn)是間隙放電電壓不穩(wěn)定，易燒損。目前國
內(nèi)先進(jìn)的阻尼支路由非線性閥片代替間隙，
并串一保護(hù)熔線，非線性間片損壞時(shí)可將阻
尼支絡(luò)斷開。該方法簡單易行，可考慮使用。
但根本的解決方法是提高真空開關(guān)的質(zhì)
量，降低重燃率。
3 真空開關(guān)問題
真空開關(guān)的特點(diǎn)是重燃率低．但目前還難以杜
(下轉(zhuǎn)第2目頁)
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1997年3月第l期 《新疆電力 總第52期
薄弱的Lj處向外擠壓漏油，隨著內(nèi)部故障的不斷擴(kuò)
大，產(chǎn)生的氣體也越來越多，壓力也就越來越太t漏
油程度也從幾分鐘1滴發(fā)展到滴油成串的狀態(tài)。雖
然在停運(yùn)前未發(fā)生事故，但內(nèi)部故障巳相當(dāng)嚴(yán)重 當(dāng)
該臺(tái)CT再次帶電時(shí)，電容屏主絕緣終于耐受不住
運(yùn)行相電壓．對(duì)地發(fā)生擊穿，并伴隨著瓷套發(fā)生爆
炸。此時(shí)，CT內(nèi)部壓力的增長速度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過從L
處泄壓的速度。而發(fā)生對(duì)地?fù)舸┑亩搪冯娏魍窞椋?
u型一次銅管線圈L 側(cè)燒熔點(diǎn)—— 第2屏擊穿碳
化處—— 第2～7屏斷裂層—— 第7～12屏擊穿 L
(第1個(gè)擊穿碳化孔)—— 末屏—— 地。致使大電流
通過末屏 f線而被燒斷
結(jié)論：1、這次爆炸事故的原因是由于該臺(tái)CT內(nèi)部
制造工藝不良，造成的絕緣缺陷而引發(fā)的，并非進(jìn)球
受潮所致
2．這次爆炸事故的性質(zhì)不屬于內(nèi)部突發(fā)性故
障，而是隨著局部缺陷的逐步擴(kuò)大和漫延，最
終導(dǎo)致而成的。
3．由于該臺(tái)爆炸CT無金屬膨脹器釋壓裝
置，因此是造成這次爆炸事故波及面大，相鄰
設(shè)備受損嚴(yán)重的主要原因。
4．該臺(tái)CT爆炸，由于主絕緣未露出油面，因
此與補(bǔ)入絕緣油無關(guān)。
為了減少今后系統(tǒng)內(nèi)互感器類似事故的發(fā)
生，特提出以下防范措旃：
4．1 應(yīng)認(rèn)真清查在運(yùn)的110kV、220kV互感
器，對(duì)無微正壓金屬膨脹器的互感器應(yīng)結(jié)合
檢修計(jì)劃，分期分批地進(jìn)行加裝改造。
4、2 運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)互感器的巡視工作，
當(dāng)發(fā)現(xiàn)互感器有漏油或膨脹節(jié)有明顯上升
時(shí)，應(yīng)立即通知有關(guān)人員．退出運(yùn)行，并進(jìn)行
電氣試驗(yàn)和絕緣油試驗(yàn)。(其中包括色譜分
析、微水、油擊穿試驗(yàn))。
4、3 應(yīng)認(rèn)真開展互感器的預(yù)防性試驗(yàn)工作，
要注重對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析和判斷。
4．4 應(yīng)積極開展ll0kV、220kV互感器的帶
電測試工作， 便盡早地發(fā)現(xiàn)在運(yùn)互感器的
內(nèi)部絕緣缺陷。
5．參考文獻(xiàn)：
1、．電容型套管及電流互感器故障的分析及診斷．東
北電力試驗(yàn)研究院陳英
2．．LCWB-220型電流互感器安裝和使用說明
書．湖南淥江電器廠
作者簡歷：范旭華1978年7月畢業(yè)于新疆工學(xué)院
發(fā)配電專業(yè)，至今從事高電壓技術(shù)工作l9年，現(xiàn)任
副總工程師。
馬勤勇：1993年，畢業(yè)于武漢水利電力大學(xué)高壓
專業(yè)，至今從事高電壓技術(shù)工作。
(上接第17頁)
絕重燃，國產(chǎn)開關(guān)重燃率約在2～6 ，這與滅弧室
結(jié)構(gòu)和真空度有密切關(guān)系。在運(yùn)行中，真空泡泄漏或
因觸頭材料脫氣不良使真空度下降，則操作時(shí)更易
發(fā)生重燃。
事故發(fā)生后，對(duì)該站其它l3面35kV真空開關(guān)
拒(與事故柜同一型號(hào)，同一廠家)進(jìn)行了耐壓，五十
真空抱在未達(dá)試驗(yàn)電壓時(shí)內(nèi)部放電，一個(gè)斷口沿面
閃絡(luò) 亦即在投運(yùn)不到一年時(shí)間里．7．6 的真空泡
巳不能使用(事故柜還不計(jì)在內(nèi))。真空度下降太快t
這批產(chǎn)品質(zhì)量有明顯問題。鑒于此次經(jīng)驗(yàn)，對(duì)真空開
戔應(yīng)加強(qiáng)驗(yàn)收監(jiān)督，電容器組開關(guān)交接時(shí)應(yīng)進(jìn)行投
切試驗(yàn)。樓蘭變這批開關(guān)．如僅是觸頭材料脫氣不良
的真空泡，真空度下降到一定程度后會(huì)穩(wěn)定；但如果
是密封不良，泄漏造成真空度持續(xù)下降t則很危險(xiǎn)t
如不能全部更換．也應(yīng)縮短予試周期，淘汰真空度繼
續(xù)下降的真空泡，避免運(yùn)行事故。
4 結(jié)論及建議
4．1 樓蘭變事故原因是真空開關(guān)所使用的真空泡
質(zhì)量不良，真空度下降，操怍時(shí)發(fā)生重燃過電壓所
致，尤其兩相重燃相間過電壓可能性很大
4．2 對(duì)投切電窖器組真空開關(guān)，應(yīng)選擇機(jī)械特性，
尤其同期性好的開關(guān)，交接時(shí)應(yīng)進(jìn)行投切試驗(yàn)
4．3 樓蘭變真空開關(guān)質(zhì)量不良，如不能更換全部真
空泡，則應(yīng)考慮在一段時(shí)期內(nèi)縮短予試周期．加強(qiáng)監(jiān)
測。
4 4 可考慮在電抗器上并聯(lián)阻尼支路，作為相間重
燃過電壓的保護(hù)。
怍者簡歷：齊進(jìn)1985年畢業(yè)于西安交大高電壓技術(shù)
專業(yè)．1987~1990年在原校原專業(yè)獲碩士學(xué)位，現(xiàn)
在新疆電力試驗(yàn)研究所生技科任付科長。
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