〔摘 要〕通过一起110kV氧化锌避雷器的爆炸事故,分析了中性点接地系统异常情况下成为不接地系统时,避雷器可能承受不了单相接地故障引起的过电压,而发生损坏或爆炸,提出了事故防范措施。
〔关键词〕电网异常避雷器爆炸 避雷器 电网 防范措施
1事故概况
1999年7月15日株洲地区暴雨、强雷电,110kV系统多条线路故障跳闸。
19:23前,110kV电网上存在两个变压器中性点接地,一个是白马垅变1号变压器中性点,另一个是氮肥厂变压器中性点。此后白变528线路发生接地故障,形成接地电流将白变1号变压器中性点引线烧断,再后502线路故障,使氮肥厂502开关跳闸,110kV电网便失去了中性点接地点,形成一个不接地的系统。19:42,白变5×24B相避雷器爆炸,Ⅱ母所有开关跳闸,4.5s后510跳闸。后经高压试验,发现5×24C相避雷器泄漏电流已超标、不合格。
根据雷电定位系统提供的数据,528线路分别于19:23(-45.5kA)和19:34(-35.5kA)两次落雷,502线路分别于19:40(-31.1kA)和19:41(-13.6kA)两次落雷。事故后线路故障查找发现528和502线路均有断线现象。
2避雷器爆炸原因
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初步分析事故原因,认为雷击线路造成线路接地故障及跳闸,中性点接地电网转变成不接地电网后产生的单相接地过电压造成避雷器的爆炸。
2.1爆炸避雷器自身的品质
白马垅变110kV系统异常运行时电网上有3组避雷器和1台110kV中性点避雷器,均于1999年1月进行了预防性试验,各项试验指标均在合格范围内。
3组避雷器型号各异,所爆炸的那一台(5×24B相)的性能参数与其它两组有所差别。
2.2避雷器承受过电压的能力
2.2.1承受雷电过电压的能力
从图避雷器雷电波作用下负担情况来看,在相同的雷电波电压下无疑Y10W1-100/248这组负担最严重,而FZ-110的这组负担最轻。由于变电站内110kV的引线较短,FZ-110这组避雷器基本上起不了多大作用,雷电波入侵时,Ⅱ母基本上靠Y10W1-100/248这组MOA(MetalOxideArrester)来泄放雷电波能量。
根据GB11032,10kA的MOA可以耐受65kA(现为100kA)的大电流冲击两次。由于当时白马垅变近区并无特大雷(远方落雷都在45.5kA以下),又考虑到变电站多条线路的分流作用,因此5×24的MOA不会因承受不了雷电冲击而损坏或爆炸。
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2.2.2承受工频过电压的能力
在110kV中性点接地系统因异常而变成中性点不接地系统时,若再发生单相接地现象,则过电压的类型会因接地状况的不同而不同,若接地是金属性的,接地点电流不断流,非故障相工频电压会升高;若接地点是间歇性电流熄弧、重燃,电网上会产生间歇性弧光接地过电压。
根据GB11032,MOA应具有一定的工频过电压耐受能力,对于中性点有效接地系统的MOA,10s耐受电压就不低于MOA的额定电压。