一起浪涌保护器引起的变压器烧毁事故原因分析及应对措施

摘 要：浪涌保护器也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通信线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或通信线路中因为外界干扰突然产生尖峰电流或电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备造成损害。现以一起浪涌保护器压敏电阻失效引起变压器着火的事故为例，分析了着火原因，并针对实际情况，对浪涌保护器的日常维护及试验提出了一些预防性建议。

关键词：浪涌保护器;电涌作用;压敏电阻

0 引言

110 kV萨尔布群变电站是新疆伊犁河流域开发建设管理局南岸干渠配套工程，承担着向35 kV伴渠线路供电的重要任务，共有两条35 kV线路向5个35 kV箱式变电站供电，35 kV萨格线7#～9#箱变、35 kV布雅线10#～11#箱变，主要用于附近农业灌溉用电及沿南岸干渠分水闸门工作电源供电。自2018年5月以来，35 kV箱变发生过多次因浪涌保护器运行过程中产生过电压时不能正常泄荷释放能量，拉弧导致400 V低压开关柜电气设备短路着火而烧毁开关柜的事件，较严重的一次事件导致9#箱变内35 kV干式变压器烧毁，造成了严重后果。

1 故障现象及处理过程

2018年5月6日，110 kV萨尔布群变电所运行人员发现35 kV消谐装置报A相弧光接地故障，后台测控装置显示零序电压为36.5 V，35 kV母线三相电压不平衡，运行人员查看消谐装置显示二次电压为A相28 V，B相59.5 V，C相45.6 V，随后供电运行分厂立刻安排线路巡检人员巡检线路，在巡检线路过程中发现35 kV萨格线9#箱变T接处高压保险A、C相已烧毁掉落且箱变内有黑烟冒出，巡检人员立即向巩留县消防大队打电话报火警，同时立即将35 kV萨格线停电，组织人员现场开展灭火施救工作。事故现场如图1所示。

2 事故分析及检查过程

2018年5月8日试验研究所组织技术人员对9#箱变柜内过电压保护器、35 kV进线电缆及户外进线避雷器进行了预防性试验，试验数据均合格。随后对变压器高压绕组绝缘电阻单独进行了测试（低压侧绕组从外观看已烧毁未测试），发現变压器高压侧A、B相绕组绝缘合格，高压侧C相绕组绝缘电阻值为零。现场拆开查看浪涌保护器阀片，并对其进行了绝缘测试，绝缘电阻为零。随后对9#箱变内设备进行了隔离。

通过现场图片可以看出此次事故直接原因是400 V低压侧短路引起的电气火灾，从现场查看着火点是低压400 V浪涌保护器引起的火灾事故，间接原因是浪涌保护器在产生过电压时不能够正常泄荷释放能量，拉弧导致短路着火，引起低压侧整个柜子着火，火灾引起变压器低压侧因电气火灾而短路造成事故的扩大，导致变压器烧毁。

经查询浪涌保护器资料并与厂家沟通得知，浪涌保护器长时间运行后应进行定期检查，浪涌保护器正常运行时显示绿色，产生过电压释放能量后无法恢复时显示红色（此时浪涌保护器失去作用），此时需更换处理浪涌保护器模块，南岸干渠箱变自2006年投运以来，未曾对其进行过检修与维护。

2019年5月，试验研究所在南岸干渠停水期间对南岸干渠上所有箱变低压出线柜的浪涌吸收器的绝缘电阻、压敏电压和泄漏电流进行测试。这些箱变不是同批次的，所以厂家也不尽相同，质量参差不齐，其中28#、29#、30#、31#、35#、37#、38#、39#、40#箱变的浪涌吸收器显示红色（红色代表尽快更换），其压敏电阻已老化失效，28#、29#、30#、31#、32#、33#、35#、36#、37#、38#、39#箱变的浪涌保护器压敏电压和泄漏电流试验数据均已超标。咨询赛普厂家技术人员给出的数据是压敏电压合格范围是558～682 V，泄漏电流的合格范围≤10 μA。随后公司运行分厂联系厂家对已失效及试验不合格的浪涌吸收器全部进行了更换处理。

3 事故总结

低压开关柜内的浪涌保护器在检修维护过程中往往容易被忽视，甚至有人误以为是免维护的，其实不然，浪涌保护器通常并联在电气回路中，浪涌保护器中的压敏电阻经过长期运行和多次电涌作用后会出现性能下降甚至失效的情况，在带电情况下，经过多次反复的浪涌电压冲击，压敏电阻会劣化，其阀值电压会降低，低阻性则逐步加剧，进而导致持续漏电流的产生。随着漏电流的恶性增加，并且集中注入压敏电阻内部的薄弱部位，该部位的材料就会逐渐融化，最终形成1 000 Ω左右的短路孔，一旦有较大的电流灌入短路点，就会导致压敏电阻的热击穿，压敏电阻劣化失效后造成永久导通状态，无法切断回路电流，此时压敏电阻本体温度持续升高，甚至产生火灾危险。由此可见，对于浪涌保护器应定期开展检修维护工作。

4 应对措施及建议

结合设备运行情况，根据南岸干渠箱变内浪涌保护器事故频发的现状，建议南岸干渠箱变采取以下措施以应对压敏电阻老化失效的问题：

（1）定期检查浪涌保护器，定期更换模块，以保证南岸干渠的正常供电，防止事故的发生。

（2）加大箱变400 V电气设备的定期维护及清扫工作，必要时缩短检修周期。

（3）加强防鼠及防小动物措施，检查接线是否正确紧固，有无过热老化、松脱虚接现象，若有则及时更换。

（4）定期检查分离开关有无动作，是否烧损变形。

（5）定期检查指示灯，在正常运行或故障时是否指示正确。

（6）定期检查紧固部件（基座、罩盖、铆钉、螺栓），应连接可靠。

（7）每年雷雨季节前应按防雷设备检测要求由专门机构进行检测。

（8）定期检查接地线、接地体连接是否可靠无锈蚀，测量接地电阻是否合格。

（9）建议在浪涌吸收器的进线侧装设空开或熔断器。

（10）建议厂家在浪涌保护器设计时增加压敏电阻失效报警功能。

5 结语

浪涌保护器是将瞬间过电压产生的强大电流对地进行泄放，把瞬间过电压限制在电气设备能够承受的电压范围内，使被保护电气设备不受冲击电压冲击而损坏，在电气设备过电压防护过程中起着关键作用，但电涌保护器因质量问题或经过多次对大地泄放电流后，电涌保护器内部元件逐渐老化，当内部元件老化到一定程度失效后，此时如果有高能量的冲击电流或者线路发生工频故障时，可能会使电涌保护器发生短路事故，最终引发电气设备火灾事故，扩大事故影响范围。由此可见，技术人员应该严格按照浪涌保护器厂家技术及行业有关标准要求，定期认真开展浪涌保护器检修维护试验工作，发现内部元件失效立即采取相应措施，保证其性能稳定可靠，真正起到防止过电压的作用。

[参考文献]

[1] 电气设备交接试验规程：GB 50150—2006[S].

[2] 叶蜚誉.电涌保护技术讲座[J].低压电器，2004（2）：54-57.

[3] 交流无间隙金属氧化物避雷器：GB 11032—2000[S].

收稿日期：2019-12-24

作者简介：高升（1984—），男，甘肃人，工程师，从事水电站电气设备高压试验、电气设备绝缘专业技术监督及电能质量专业技术监督工作。