摘要：文章分析了一起由線路遭受雷擊引發(fā)變電站內(nèi)母線失壓的事故，結(jié)合故障線路開關(guān)氣體成分分析、本體檢查及試驗、故障錄波圖分析及雷電定位等數(shù)據(jù)，分析了母線失壓的原因及影響因素，并給出了事故發(fā)生后的處理方法及反事故措施的建議。

關(guān)鍵詞：雷擊；線路故障；母線失壓；避雷器

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）23-0044-03

1 事故前運行方式及概況

220kV某變電站220kV1M、2M并列運行，福澎甲線4730開關(guān)故障間隔掛1M在熱備用，福澎乙線4731掛2M熱備用。某日16時26分07秒，220kV1M母差保護動作，跳開220kV1M所掛所有開關(guān)。事故發(fā)生時，該站所處地理位置為雷雨天氣，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)220kV福澎甲線4730開關(guān)A相瓷瓶有擊穿及明顯放電痕跡，B相有輕微放電痕跡。

2 事故后氣體成分分析

事故后，對福澎甲線4730開關(guān)進行了氣體成分分析，結(jié)果如表1所示。

通過氣體成分分析，福澎甲線4730開關(guān)三相均未見氣體成分異常。

3 現(xiàn)場檢查及試驗

為進一步分析事故發(fā)生原因，對福澎甲線4730開關(guān)進行現(xiàn)場本體檢查及相關(guān)試驗。

3.1 福澎甲線4730開關(guān)A相檢查

通過對福澎甲線4730開關(guān)A相進行檢查，具體見圖1所示。從圖1中可以看出，A相上端和下端接線板位置均有明顯的放電痕跡，瓷套表面損傷嚴重，瓷套上端存在較為明顯的缺損。

3.2 福澎甲線4730開關(guān)B相檢查

通過對福澎甲線4730開關(guān)B相進行檢查，發(fā)現(xiàn)其上端接線板位置有明顯的放電痕跡，如圖2所示，瓷套表面有零星的燒蝕痕跡。

3.3 福澎甲線4730開關(guān)C相檢查

福澎甲線4730開關(guān)C相外觀結(jié)構(gòu)完好，無明顯放電

痕跡。

3.4 導(dǎo)電回路電阻測量

對福澎甲線4730開關(guān)進行了斷路器導(dǎo)電回路電阻測量，結(jié)果如表2所示：

經(jīng)查閱廠家資料，4730開關(guān)廠家規(guī)定值為30±4цΩ，可以判定開關(guān)導(dǎo)電回路電阻合格。

3.5 斷路器斷口絕緣電阻測量

對福澎甲線4730開關(guān)進行了斷路器斷口絕緣電阻測量，結(jié)果如表3所示：

合格。

3.6 斷路器合閘絕緣電阻測量

對福澎甲線4730開關(guān)進行了斷路器合閘絕緣電阻測量，結(jié)果如表4所示：

3.7 耐壓試驗

考慮到斷路器外絕緣已明顯損壞，整體需進行更換處理，故未進行耐壓試驗。

4 故障錄波圖

由故障錄波圖可見，當日16時26分07秒，福澎甲線4730開關(guān)發(fā)生了對地短路，導(dǎo)致1M失壓。通過故障錄波圖的分析，在220kV福澎甲線線路A相發(fā)生故障時，線路兩側(cè)保護動作跳閘，保護動作正確。在該站側(cè)福澎甲線A相開關(guān)外絕緣擊穿后，由于A相開關(guān)沒有接地故障，所以對該站母差保護來說，故障在區(qū)外，故不動作，失靈保護啟動。在失靈保護啟動延時過程中，A相電弧引起對B相放電，形成AB短路故障，該故障點處在開關(guān)與CT之間，屬于母差保護范圍內(nèi)，故母差保護動作，跳開220kV1M上所有開關(guān)，同時遠跳對側(cè)開關(guān)。經(jīng)分析可知保護動作行為正確，動作時序見圖3，故障發(fā)生示意圖見圖4。

5 雷電定位

根據(jù)運行記錄，當日16時該站所處地理位置為雷雨天氣，核查雷電定位系統(tǒng)與錄波圖，并安排巡視人員進行了桿塔巡視。巡視發(fā)現(xiàn)在220kV福澎甲線N60塔A相合成絕緣子下均壓環(huán)有擊穿現(xiàn)象。查線人員于當日21時30分開始對N59-N63塔登塔檢查，發(fā)現(xiàn)220kV福澎甲線N60塔A相絕緣子、均壓環(huán)有明顯放電燒灼痕跡。220kV福澎甲線N60直線塔距離該站7.7km。

N60塔型（SZ631-21/24），防雷保護角：6.1°，接地電阻型號：T25，設(shè)計電阻值：25Ω，實測值：19Ω。防雷保護角過大，導(dǎo)致避雷線對A、B相保護較弱。220kV福澎甲線N60直線塔如圖5所示，雷擊痕跡見圖6所示。

6 故障原因分析

6.1 線路出線側(cè)未裝設(shè)避雷器

福澎甲線4730開關(guān)間隔未安裝線路側(cè)避雷器是導(dǎo)致故障的主要原因。根據(jù)南方電網(wǎng)公司反措要求：熱備用狀態(tài)的線路側(cè)需裝設(shè)避雷器。因該線路在2011年時正常狀態(tài)由運行轉(zhuǎn)為線路充電熱備用狀態(tài)，站內(nèi)線路側(cè)及線路終端塔均未及時安裝避雷器，僅在福澎甲乙線的N76、N77桿塔（距離東澎變電站1.1km）裝設(shè)了線路避雷器。線路處于熱備用的運行方式導(dǎo)致在線路落雷后，雷電流直接傳導(dǎo)進入變電站，在故障線路福澎甲線4730開關(guān)斷口位置形成電流全反射，瓷瓶外絕緣在雷電過電壓的沖擊下，A、B相之間發(fā)生閃絡(luò)放電，母線母差保護動作跳閘。

6.2 雷電波入侵

事故發(fā)生時，該站所處地理位置為雷雨天氣，雷電波入侵是導(dǎo)致故障的直接原因。線路落雷后，雷電波經(jīng)線路傳入變電站，產(chǎn)生過電壓，直接導(dǎo)致了故障發(fā)生。

6.3 雨滴導(dǎo)致絕緣性能下降

雨滴是導(dǎo)致故障發(fā)生的間接原因。雷電波入侵后，導(dǎo)致斷路器動靜觸頭間和上下接線板間的電壓差增大。雨滴使得斷路器上下接線板之間的絕緣性能下降，在高電壓的作用下，形成放電。從B相瓷瓶表面存在零星燒傷痕跡可以證明雨滴是導(dǎo)致放電的間接原因，如圖7示意圖所示。

7 故障處理及建議

7.1 更換受損開關(guān)

通過現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)福澎甲線4730間隔A、B相開關(guān)瓷瓶均存在明顯的放電灼傷痕跡，表面瓷釉損壞，說明瓷瓶本身機械特性及耐受氣體壓力特性已受到損傷?？紤]到開關(guān)需要依靠0.6MPa氣壓的SF6氣體來保證內(nèi)絕緣，高壓氣體在斷路器拉弧過程產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致瓷瓶內(nèi)部氣壓升高，在瓷瓶表面受損的情況，很容易產(chǎn)生爆炸，對運行人員和設(shè)備造成損失，建議對受損開關(guān)進行更換處理。

7.2 加裝線路避雷器

對福澎甲線、福澎乙線加裝了避雷器，防止因雷擊造成斷路器斷口擊穿，并舉一反三，核查所有110kV及以上電壓等級架空線路出線側(cè)避雷器的安裝情況，預(yù)防類似事件再次發(fā)生。

7.3 定期反措核查

根據(jù)反措要求“110kV及以上電壓等級架空線路應(yīng)在開環(huán)點的出線側(cè)加裝避雷器”，該線路2011年正常方式由運行轉(zhuǎn)為熱備用狀態(tài)時未及時安裝線路側(cè)避雷器。因此，需建立反措落實情況核查管理常態(tài)機制，對歷年來頒布的反措執(zhí)行情況進行核查，每年組織對上年的反措執(zhí)行情況進行核查。由亍電網(wǎng)運行方式變化較快，應(yīng)該及時根據(jù)方式的變動核查并落實各項反措要求。

7.4 建立源頭保障

加強項目設(shè)計的管理，加強新建（技改）線路的驗收管理，明確規(guī)定沒有安裝線路終端避雷器的非GIS出線間隔不允許驗收投產(chǎn)，從源頭上保證反措的落實。

參考文獻

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作者簡介：黃國良（1981—），男，廣東惠州人，惠州供電局高級技師，工程師，研究方向：變電運行生產(chǎn)。