淮阴站变电所过电压保护器爆炸故障分析及处理

二洋

(江苏省灌溉总渠管理处，江苏 淮安 223200)

淮阴站变电所过电压保护器爆炸故障分析及处理

杨俊杨二洋董振宇

(江苏省灌溉总渠管理处，江苏 淮安 223200)

TBP型过电压保护器用于限制大气过电压及各种真空开关引起的操作过电压。广泛用于电力、冶金、化工、煤炭、轻工、建筑、电气化铁道、水利水电等行业。本文通过对淮阴站变电所过电压保护器爆炸引发全站停电故障的介绍和分析，查找出造成故障的主要原因，并从现场管理角度给出具体解决措施，供同行参考。

泵站变电所；过电压保护器；爆炸；故障；分析

淮阴站变电所是淮阴抽水站及淮阴三站两座梯级泵站的专用变电所，电压等级为110kV，为泵站提供稳定的开机运行电源，同时承担整个站区的生活用电。2016年8月，该泵站变电所值班人员听到巨响，全站区停电。检查发现高压10kV进线开关柜后柜门被顶开，变形严重，柜内过电压保护器爆炸损毁，主变差动保护动作，110kV进线开关701kV、10kV进线开关101跳闸。本文针对淮阴站变电所过电压保护器爆炸损毁问题，进行详细分析并作出处理。

1 TBP过电压保护器工作原理、特点及应用

1.1 工作原理

TBP过电压保护器由四组放电间隙-氧化锌非线性电阻组成，电气结构如图1所示。四组氧化锌非线性电阻结构对称，可以选任意3个分别接入A、B、C三相，另一个接地。放电间隙使氧化锌电阻的荷电率为0，氧化锌非线性电阻的非线性特征使放电间隙动作后立即熄弧，无续流、无截波，放电间隙不再承担灭弧的任务，提高了产品的使用寿命，在操作过电压下，动作寿命可达到105次。

图1 TBP型过电压保护器电气原理

1.2 特点及应用

TBP型过电压保护器用于限制大气过电压及各种真空开关引起的操作过电压。广泛用于电力、冶金、化工、煤炭、轻工、建筑、电气化铁道、水利水电等行业。TBP型过电压保护器电压冲击系数为1，在各种电压波形下放电值均相等，不受各种操作过电压波形的影响，过电压保护值准确，保护器的四星形接线可将相间过电压大幅度降低，保护的可靠性得以提高。TBP型过电压保护器采用硅橡胶外套和高电压电缆外引结构，除具有与瓷绝缘外套的过电压保护器相同的电气特性外，还具有易安装、密封性强、体积小、耐振动等优点。在系统发生间隙性弧光接地过电压及电磁谐振过电压，且量能小于400A2ms方波冲击能量时，TBP型过电压保护器都可以起到保护系统设备的作用。

2 过电压保护器损毁事故原因分析

淮阴站变电所过电压保护器损毁事故发生后，现场查看了10kV进线开关柜破损情况(见图2)， 10kV进线开关柜内过电压保护器全部损毁，电流互感器表面有拉弧灼伤现象，10kV进线柜断路器，母排、绝缘子、主变等相关设备未发生设备受损。

图2 10kV进线开关柜破损情况

爆炸发生前，10kV系统的电压在10.3kV左右，站区未进行任何设备操作，可排除由于电压波动或系统谐振原因引起过电压保护器爆炸(见图3)，发现底座B、C两相底部金属部位已受潮生锈，进一步查看氧化锌阀片，已受潮产生铜绿，可判断此次故障直接原因是由于过电压保护器密封不良，使潮气或水分侵入，内部绝缘受潮，导致绝缘击穿，相间接地短路引起过电压保护器爆炸损毁。

图3 损毁的过电压保护器

对10kV间隔同批次过电压保护器进行试验检测，发现该批次其他三组过电压保护器只有一组耐压试验合格，其他两组耐压数据起伏较大，耐压值不稳定，通过对其中一组过电压保护器进行解体(见图4)，发现该组过电压保护器氧化锌阀片也受潮严重，出现铜绿，进一步验证了之前分析的故障原因。根据现场实际情况，分析此次过电压保护器爆炸的原因主要有以下两个：ⓐ10kV间隔同批次四个过电压保护器中有三个存在密封不良情况，内部均已受潮，解体的过电压保护器内部的环氧树脂发现气泡较多，产品质量存在一定问题；ⓑ发生过电压保护器爆炸损坏时天气炎热，空气湿度较大，而高压开关柜未安装自动除湿控制器，且高压开关室内缺少除湿设备，导致过电压保护器在湿热环境下耐压下降，容易发生爆炸损毁。所幸当时该泵站没有开机运行任务，且站区有备用电源，未造成太大影响。

图4 3号柜过电压保护器解体图片

3 过电压保护器损毁事故处理

在确定了故障原因后，组织相关人员立即实施现场恢复工作，主要包括：更换10kV间隔内的同批次过电压保护器；更换受损的电流互感器；对变形的柜门进行整形恢复；在高压开关柜室内增加除湿设备；对开关柜增加自动加热除湿控制器。

故障处理后，至今该高压开关柜已投入使用超过一年，今年的过电压保护器电气试验全部合格，设备运行正常。

4 结 语

为确保工程安全运行，避免出现故障或事故，在采购电气设备及配套产品时，必须选择具备产品生产资质、质量信誉度高的企业生产的合格产品，确保电气设备及配套产品质量符合技术规范、设计文件和合同规定。此外，应深入全面开展电气安全隐患自查自纠，排查电气产品及其线路是否符合法律法规、技术标准、规范要求，及时整改检查中发现的问题和隐患。

[1] 滕振业.TBP型三相组合式过电压保护器爆炸原因分析与对策[J].安全、健康和环境,2011(3).

[2] 董国震.三相组合式过电压保护器工频放电试验中间隙击穿放电判断方法的分析[J].电磁避雷器,2006(2).

[3] 江日洪，张兵，罗晓宇.发、变电站防雷保护及应用实例[M].北京:中国电力出版社,2005.

AnalysisandTreatmentofExplosionFailureofOvervoltageProtectorinHuaiyinStationPowerSubstation

YANG Jun, YANG Eryang, DONG Zhenyu

(JiangsuProvincialIrrigationChannelManagementOffice,Huai’an223200,China)

TBP over-voltage protector is used for limiting atmospheric over-voltage and operation over-voltage caused by various vacuum switches. It is widely used in electric power, metallurgy, chemical industry, coal, light industry, construction, electrified railway, water conservancy and hydropower industry, etc.. In the paper, whole-station power failures caused by over-voltage protector explosion in Huaiyin Station Power Substation are introduced and analyzed for discovering main reasons of the failures. Concrete solutions are given from the perspective of site management as reference for peers.

pumping station substation; over-voltage protector; explosion; failure; analysis

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.011.015

TV675

B

1673-8241(2017)011-0059-03