一起SF6斷路器爆炸事故的原因分析及防范措施

摘 要：針對(duì)一起220 kV變電站35 kV主變SF6斷路器發(fā)生爆炸事件，經(jīng)過(guò)對(duì)事故過(guò)程和斷路器爆炸原因的認(rèn)真分析認(rèn)為應(yīng)該從多方面采取相應(yīng)措施，以避免類(lèi)似事故的發(fā)生和擴(kuò)大，進(jìn)一步提高供電可靠性。

關(guān)鍵詞：斷路器 雷擊 爆炸 防范措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（a）-0099-01

8月4日220 kV某變電站#2主變35 kV斷路器突然發(fā)生爆炸，故障前運(yùn)行方式， 220 kV變電站220 kV和110 kV系統(tǒng)為雙母接線(xiàn)，110 kV母聯(lián)運(yùn)行，35 kV為單母分段，35 kV母分開(kāi)關(guān)熱備用，見(jiàn)圖1，35 kV 2#主變開(kāi)關(guān)柜型號(hào)為KYN61-40.5，斷路器型號(hào)FP4025E-1600A 25kA。

1 事故經(jīng)過(guò)及有關(guān)現(xiàn)象和記錄

從現(xiàn)場(chǎng)后臺(tái)SOE記錄上看，8月4日16時(shí)42分07秒188變電所35 kVⅡ段母線(xiàn)接地，橋泥線(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，重合閘動(dòng)作，開(kāi)關(guān)最終在合位，35 kV母差保護(hù)動(dòng)作，35 kVⅡ段母線(xiàn)失壓；35 kV故障解列動(dòng)作；#2主變第一、二套保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)三側(cè)開(kāi)關(guān)，#2主變35 kV開(kāi)關(guān)爆炸?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，#2主變220 kV開(kāi)關(guān)、110 kV開(kāi)關(guān)在分位，35kV開(kāi)關(guān)室#2主變35 kV開(kāi)關(guān)爆炸，其中C相滅弧室爆炸，三相主變側(cè)觸頭燒毀，C相滅弧室爆炸，三相主變觸頭燒毀，電弧導(dǎo)致左、右側(cè)柜體沖破、融化，燒出一個(gè)大洞，開(kāi)關(guān)小車(chē)軌道變形，開(kāi)關(guān)柜前柜門(mén)變形，右側(cè)柜體沖破，柜內(nèi)三相上下觸頭盒燒毀，柜內(nèi)環(huán)氧CT燒損，柜內(nèi)穿墻套管燒傷。檢查35 kV斷路器發(fā)現(xiàn)，35 kV斷路器C相極柱防爆膜完好，非事故B、C相防爆膜也完好，C相滅弧連桿完好，處在分?jǐn)辔恢?，從機(jī)構(gòu)上看開(kāi)關(guān)已完全分閘，滅弧室也完好，B相、C相頂部經(jīng)絕緣筒表面均有明顯拉弧痕跡，說(shuō)明短路故障來(lái)源于外部。同時(shí)發(fā)現(xiàn)35 kVⅡ段母線(xiàn)壓變柜C相觸頭盒損壞，耐壓通不過(guò)。橋泥開(kāi)關(guān)在合閘位置，其它設(shè)備無(wú)異常。

2 斷路器爆炸的原因及過(guò)程

從綜合主變故錄波形、保護(hù)動(dòng)作報(bào)告及一次設(shè)備事故痕跡等初步分析：事發(fā)時(shí)段有暴雨并雷電頻繁，系統(tǒng)短路故障前雷擊使得35 kVⅡ段35 kV主變側(cè)C相發(fā)生瞬時(shí)單相接地故障，由于雷雨天氣，氣候潮濕，導(dǎo)致斷路器絕緣下降，C相頂部經(jīng)絕緣筒表面對(duì)手車(chē)底部爬電，C相極柱頂部表面粗糙（A相、B相表面光滑）有放電痕跡，雷擊同時(shí)導(dǎo)致橋泥3786開(kāi)關(guān)B相單相接地，導(dǎo)致35 kV母線(xiàn)兩點(diǎn)異相接地故障，產(chǎn)生短路電流，故障電流導(dǎo)致橋泥線(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)斷路器，35 kV母差保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)35 kVⅡ段母線(xiàn)上所有開(kāi)關(guān)及母分開(kāi)關(guān)，因故障點(diǎn)在35 kV主變側(cè)，故障未切除，后橋泥重合閘裝置啟動(dòng)，35 kVⅡ段母線(xiàn)故障解列裝置動(dòng)作，#2主變35 kV后備保護(hù)Ⅱ段出口，跳#2主變35 kV斷路器，#2主變35 kV后備保護(hù)Ⅲ段出口，跳#2主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)，故障隔離，短路電流消失，橋泥重合閘出口，合上橋泥開(kāi)關(guān)。初步分析認(rèn)為，事故原因是：當(dāng)#2主變35 kV后備保護(hù)Ⅱ段出口后，故障的#2主變35 kV斷路器正常開(kāi)斷，但#2主變35 kV斷路器故障相極柱還存在爬電現(xiàn)象，主變側(cè)工頻電源電壓仍施加在滅弧室的下端，此時(shí)斷路器突然斷開(kāi)，分閘產(chǎn)生過(guò)電壓與母線(xiàn)電源電壓疊加后，施加在斷路器滅弧室兩端，分閘狀態(tài)的斷路器沒(méi)有滅弧能力，從而造成瓷套外絕緣擊穿，導(dǎo)致C相極柱發(fā)生爆炸，爆炸后震裂了斷路器下觸臂，于是主變側(cè)工頻電源電壓通過(guò)裂口對(duì)最近柜體和手車(chē)底部放電，繼而發(fā)生A、B相相間短路，后轉(zhuǎn)變?yōu)槿喽搪罚嘀髯儌?cè)觸頭燒毀，當(dāng)#2主變35 kV后備保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)#2主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)，才切斷故障電流。

3 事故處理及防范措施

據(jù)于斷路器極柱為環(huán)氧樹(shù)脂絕緣材料存在對(duì)地電容小的特性，容易使電壓分布不均勻，如果遇到雷擊等超高壓情況，整支環(huán)氧樹(shù)脂絕緣外殼其靠近帶電端的電場(chǎng)強(qiáng)度，已經(jīng)超過(guò)了空氣的擊穿強(qiáng)度，容易產(chǎn)生閃絡(luò)，建議在斷路器頂部按反措要求增加均壓環(huán)，使得電壓分布得到改善，造成雷電沖擊放電電壓的降低。根據(jù)斷路器廠家提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，斷路器頂端在安裝均壓環(huán)后與未安裝均壓環(huán)相比，其雷電沖擊放電電壓大約降低6%～11%，增加均壓環(huán)后，可減小斷路器極柱上接線(xiàn)座處最大電場(chǎng)強(qiáng)度，降低電場(chǎng)畸變程度，有利于提高極柱的閃絡(luò)電壓和起暈電壓。降低了斷路器在雷電沖擊放電電壓，大大提高了斷路器的安全系數(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)該地區(qū)雷電活動(dòng)頻繁的形勢(shì)和雷擊造成斷路器爆炸事故，一方面會(huì)造成斷路器設(shè)備損壞，搶修期間線(xiàn)路不能送電，對(duì)供電企業(yè)產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)損失；另一方面，對(duì)變電站設(shè)備造成嚴(yán)重沖擊，使設(shè)備健康受到重大影響，甚至損壞設(shè)備。本文介紹了斷路器爆炸后的有關(guān)現(xiàn)象，分析了爆炸過(guò)程，并提出了防范措施。希望有助于變電站頻繁動(dòng)作的高壓斷路器的日常檢查、維護(hù)和試驗(yàn)工作。

參考文獻(xiàn)

[1]潘夏清.220 kV SF6斷路器爆炸的原因及防范措施[J].電力設(shè)備，2006（6）.

[2]王正平.SF6斷路器爆炸原因分析[J].農(nóng)村電會(huì)化，2007（10）.