一起雷电引起的110kV开关跳闸故障分析

黄炳诚

摘要：2010年07月的一个雷雨天气，在220kV某变电站内，发生一起因雷击线路引发110kV106开关开关跳闸，并引起#l主变中压侧后备保护动作跳母联100开关及主变中压侧101开关。此次故障奇怪的地方在于110kV106开关在故障跳闸后，为何会引起#1主变中压侧后备保护动作跳母联100开关及主变中压侧101开关。下面就这一奇怪现象进行分析，并提出防范措施。

关键词：110kV跳闹故障分析

中图分类号：TM405；TM862文献标识码：A文章编号：1672-3791(2011)02(a)-0120-01

1故障概述

当日18时42分41秒，110kV106开关线路发生三相短路故障，保护出口跳l06开关并重合闸成功；18时43分06秒，110kVl06开关线路再次发生三相短路故障，保护出口跳106开关，同时#1主变中压侧后备保护动作跳分段100开关及主变中压侧101开关。

2故障前的运行方式

故障前该变电站110kV系统运行方式为：110kVⅠ号母线、110kVⅡ号母线、110kVⅠ号母线PT、110kVⅡ号母线PT、110kV母联100开关运行；1号主变中压侧101开关、110kV106开关挂Ⅰ号母线运行；2号主变中压侧102开关、110kV104开关、110kVl07开关挂Ⅱ号母线运行。

3保护动作及录波情况

通过查看故障录波图，第一次故障保护动作情况：18时42分41秒发生三相短路故障，110毫秒后距离Ⅰ段保护动作，145毫秒后106开关跳闸，3秒85毫秒保护发重合闸，3秒121毫秒后开关重合闸成功。

第二次故障保护动作情况：18时43分06秒发生三相短路故障，113.437毫秒后离Ⅰ段保护动作，150毫秒后106开关跳闸，517.812毫秒，Ⅱ段距离加速段动作，1秒818毫秒后#1主变中压侧后备零序段Ⅰ一时限动作跳100开关，2秒114毫秒后#1主变中压侧后备零序Ⅰ段二时限动作跳101開关。

从以上保护动作及录波情况可以看出：第二次故障106开关跳闸后的206毫秒，106开关的C相及N相出现幅值为5520A的短路电流，鉴于此时106开关在跳闸位置，可以初步判定是106开关的c相存在问题，导致#1主变后备保护越级跳100及101开关。

4从雷电系统观测情况分析

为查清第二次故障106开关跳开后，C相又再次出现故障电流的原因，我们重点关注18时43分06秒左右的雷击情况，从雷电系统的观测情况可以看出：在18时42分41秒到18时43分10秒之间，距离该变电站三公里的范围内合计八个雷击点，其中五个雷击点在110kVl06线路附近，第二个雷击的时刻为18时43分06秒94.9毫秒，与第二次故障时间吻合，同时其与第四个雷击的时间间隔为161.7毫秒，由此可以认定：由于线路再次遭受雷击导致106开关C相跳开后再次产生故障电流。

5对106开关设备进行检查情况

对106开关进行接触电阻测试，其测试结果为：A相38.4μΩ、B相38.4μΩ、C相510μΩ，标准是≤40μΩ，结论为c相接触电阻值不合格且大大超过规定值。

对106开关分闸同期测试，其测试结果为：不同期为7.6毫秒，其中A相22.1毫秒、B相22.5毫秒、C相14.9毫秒，标准为≤3毫秒，结论开关分闸同期参数超标。

对106开关内的SF6气体组分测试，结果为数据不合格，具体见表1。

6得出的结论

通过故障录波分析可知道，110kV106开关在发生第二次故障跳开后206毫秒，线路约2.7公里处的c相又再次遭受雷击，雷击点放电电流-35.3kA，雷击产生的过电压行波传到在106开关C相断口处，击穿了开关断口处的SF6气体绝缘，导致C相断口出现弧光短路，主电网在C相与地之间形成了稳定的系统短路电流，幅值为5520A，由于106开关已经在跳闸位置，因此其不能切断系统短路电流，所以造成越级跳闸的故障，最终由#1主变中压侧101开关来切除短路电流。

7采取的防范措施

(1)更换雷击损坏的110kVl06开关本体，并对其线路终端塔加装避雷器，要求避雷器动作后的残压不能超过SF6开关断口允许的过电压值。

(2)对110kV106开关线路，全线必须重新测量杆塔接地电阻值，务必使其达标。

通过采取上述措施，110kV106开关线路一直安全稳定运行，没有再发生类似情况下的故障，确保了电网的稳定运行。