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一起DW135開關(guān)瓷套管爆炸事故的分析及對(duì)策

文檔作者：劉新東文檔來源：山東省海陽電業(yè)局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年06月12日
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經(jīng)驗(yàn)交流一， 摩罩
一起DW1—35開關(guān)瓷套管
爆炸事故的分析及對(duì)策
■ 山東省海陽電
1 事故現(xiàn)象
一日 我市I5 朱吳變電站的05kv朱吳線帶全站負(fù)荷
運(yùn)行。調(diào)度值班員為了車站供電電源的可靠性，下夸籽35kI,。
發(fā)朱線熱備用 本站土接線及當(dāng)時(shí)的運(yùn)行方式如圖1所示。圖
中涂黑的開關(guān)在斷開狀態(tài)，其余開關(guān)均在合閘運(yùn)行狀態(tài)。一
道閃電過后，值班馳聽到室外有爆炸聲．現(xiàn)場(chǎng)查看，發(fā)現(xiàn)原
來作熱備用的發(fā)朱線312開關(guān)線路側(cè)三相瓷套管爆裂，碎片
散落。朱吳變電站SSkV為戶外配電裝置 35k'~開關(guān)為Dw一3j
型多油開關(guān)。
囤L 系統(tǒng)及朱昊站運(yùn)行方式
2 變電站原有防雷保護(hù)情況
朱吳變電站有2條35kV進(jìn)線，即朱吳線和發(fā)朱線，均有
1．5km的進(jìn)線段保護(hù)，避雷線保護(hù)角不超過20 ，但線路上沒
裝任何避雷器。變電站有3支等高(25m)避雷針組成的直擊雷
保護(hù)嘲 34 4和345-5分段的2段母線上 各有一組Fz一35
母線避雷器 止常情況F，全站設(shè)備都在保護(hù)范圍內(nèi)(據(jù)過電
壓規(guī)程，當(dāng)只有一路進(jìn)線，進(jìn)線段為1．5km時(shí)，允許避雷器
至主變壓器的 大電氣距離為40hi，允許至其它高壓電器的
距離為54m，而本站距避雷器最遠(yuǎn)的設(shè)備也只有30m)。lokV
每段母線裝有一組rz—lo避雷器，每條lOkV出線裝有一組FSlO
避雷器。車站雷雨季節(jié)經(jīng)常運(yùn)行的線路有5條，允許主變
壓器至避雷器的最凡電氣距離為30m．允許至其它電器的最
大距離為40in，而實(shí)際配電裝置的最夫電氣距離只有25m，因
經(jīng)測(cè)試，全站接地
全符臺(tái)規(guī)程要求。
3 原因分析
圖1中，原來發(fā)朱線空載運(yùn)行，即線路帶有額定電壓運(yùn)
行 末端312開關(guān)斷開。此時(shí)線路及開關(guān)承受的電壓是額定
工作電壓。當(dāng)線路落雷時(shí)，雷電波通過線路傳到312開關(guān)的
觸頭處 由于雷電波無法繼續(xù)向前傳播，而只能向后反射。此
時(shí)入射電壓與反射電壓相等，稱為全反射。在開關(guān)觸頭上，反
射渡與入射波迭加，使末端電壓上升l倍，即當(dāng)雷電波達(dá)到
開關(guān)三相觸頭時(shí) 全部的磁場(chǎng)能量變成電場(chǎng)能量，使末端電
壓加倍。也就是說，開關(guān)觸頭處的沖擊電壓幅值可達(dá)雷電人
侵披幅值的2倍。這樣高的電壓直接作用在開關(guān)導(dǎo)電桿與油
箱外殼之間，因絕緣瓷套管作為開關(guān)觸頭的外絕緣，無疑也
要耐受這一沖擊電壓。由于沖擊電壓的幅值可達(dá)幾十萬伏(一
般7j萬 )，甚至幾百萬伏，2倍的沖擊電壓可達(dá)一百多萬伏
甚至上千萬伏。而開關(guān)的絕緣水平是與避雷器5kA殘壓相配
臺(tái)的，5kA沖擊電流的殘壓幅值為134kV，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，開
關(guān)套管的額定耐受沖擊電壓為lgSkV(單獨(dú)試驗(yàn)時(shí)lgakV)。顯
然，開關(guān)套管承受不了這么高的沖擊電壓，最終在雷電波的
電力 機(jī)械力和熱力的綜臺(tái)作用下．發(fā)生了爆炸。
為什么312開關(guān)閉臺(tái)時(shí)不會(huì)發(fā)生事故呢?因?yàn)殚_關(guān)閉臺(tái)
時(shí)，開關(guān)在母線避雷器的正常保護(hù)范圍內(nèi) 加在開關(guān)上的沖
擊電壓只是避雷器殘壓，不會(huì)超過l~SkV。
為什么開關(guān)極間絕緣未被擊穿而使雷電能量得 釋放
呢?因?yàn)镈w．一35開關(guān)的動(dòng)觸頭行程為220ram，而這種開關(guān)兩
個(gè)斷口，可 認(rèn)為其兩極間隙為220ram 2=440~ ，絕緣油耐
壓水平為57kv／2 5cm，這樣極問工頻耐壓為100多萬伏，而
同一電器耐受沖擊電壓的能力大約是工頻耐壓的2．1倍，因
此車站312開關(guān)的極間耐受沖擊電壓能力為220多萬伏。所
以極間間隙未被擊穿，自然雷電能量得不到釋放，而必然集
中在絕緣套管上。
為什么雷電能量通過開關(guān)瓷套管釋放時(shí)，線路電源側(cè)的
電流速斷保護(hù)和定時(shí)過流保護(hù)不動(dòng)作呢?這是因?yàn)檐囌?12
開關(guān)的事故點(diǎn)超出了線路對(duì)側(cè)的電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍，
故不會(huì)起動(dòng)。而定時(shí)過流保護(hù)作為線路的后備保護(hù)能夠保護(hù)
到312開關(guān)的事故點(diǎn)，但其動(dòng)作時(shí)限較長(zhǎng)(1 5s)，而雷電流
的泄流時(shí)間不過0．08s，根本來不及動(dòng)作。當(dāng)冒電流泄瘴以
日目 亟
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后 開蘢套釬f一取圣的不再是高幅值的沖擊電壓 而是線路
的額定電『十雖然開關(guān)套管爆裂，但其絕緣仍能承受正常的
額定電壓。故過流悍護(hù)裝置沒有動(dòng)作
綜上所述 疑生開關(guān)瓷套管爆裂的根本原因是開關(guān)斷開
時(shí)．在開關(guān)融 j 產(chǎn)生的雷電過電壓幅值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于合閘時(shí)的
電壓．而恰怡沒彳丁限制過電 岳措施。
4 防范措施
事故后、一， 面立即修復(fù)井芰．一方面改變r(jià)斷開點(diǎn)的
位置。因?yàn)殇眺嬉?guī)程規(guī)定不允許發(fā)朱線和朱吳線長(zhǎng)期合環(huán)運(yùn)
行．而艾想用 朱線作備用電源，這樣，我們將312開關(guān)閉
合運(yùn)行，而把34a 4和34．5 s作為2十電源的斷開點(diǎn)并分別
投八2段母線l T和避雷器。這樣全站3 、設(shè)備分別在2組母
線避雷器的僻 范嘟由 同時(shí)規(guī)定了】n 系統(tǒng)的運(yùn)行方式
(如圖2所習(xí) ．土要有隊(duì)下3種，運(yùn)行當(dāng)中 根據(jù)實(shí)際情況．
任選一種。
l】J在雷雨季節(jié)，將345—4和345一j隔離開關(guān)和2415開關(guān)
斷開，使l 、2=t變壓器成為完全獨(dú)立且能互為備用的24"
運(yùn)行系統(tǒng)
f2)斷"345 4 3415-15隔離開關(guān)和202開關(guān)I讓1 主變
帶全部負(fù)荷運(yùn)行
(0]如果發(fā)術(shù)線作為運(yùn)行系統(tǒng)朱吳線作為備用系統(tǒng)，則
經(jīng)驗(yàn)交流一，榭暮
可斷開34．5～4、34．5一j隔離開關(guān)和201開關(guān)，使 主變帶全站
負(fù)荷。
為了從根本七解決
問題必頹完善防雷保
護(hù)設(shè)施．根據(jù) 交流電
氣裝置的過電壓保護(hù) I
絕緣配合 的規(guī)定 在
雷雨季節(jié)， 如變電所
一l1Ok＼"進(jìn)線的隔離開
關(guān)或斷路器可能經(jīng)常斷
路運(yùn)行，同時(shí)線路倒叉
帶電必須在靠近隔離
開關(guān)或斷路器處裝設(shè)一
組排氣式避雷器 如無
適當(dāng)參數(shù)的排氣式避雷
器，則可用閥式避雷器
代替 1998年農(nóng)網(wǎng)改造
繾 朱吳線
圈2 1OkV系統(tǒng)的運(yùn)行方式
期間 我們一并在3jkv發(fā)朱線和朱吳線的進(jìn)線隔離開關(guān)的線
路側(cè)各新裝FZ一35避雷器一組 當(dāng)然加裴避雷器畎后，不再
受任何運(yùn)行方式限制。徹底消除了上述雷害事故隱患，保證
了安全運(yùn)行。
《■輯 童怠堯)
■—臣

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