避雷器故障排除案例

    ，一：避雷器質(zhì)量不良引起的事故

    雷雨中某生產(chǎn)廠及生活區(qū)高、低壓全部停電。經(jīng)檢查；35kV高壓輸電線中的B相導(dǎo)線斷落；雷擊時(shí)變電所內(nèi)高壓跌落式熔斷器有嚴(yán)重的電弧產(chǎn)生。低壓配電室內(nèi)也有電弧現(xiàn)象并伴有爆炸聲；有一臺(tái)低壓配電柜內(nèi)的二次線路被全部擊壞。

    35kV變電所；輸電線路呈三角形排列；全線架設(shè)了避雷線?35kV變電所的入口處；裝設(shè)了避雷器和保護(hù)間隙。保護(hù)間隙被雷擊壞后；一直沒有修復(fù)?在變電所的周圍還裝設(shè)了兩根24m高的避雷針；防雷措施比較全面；但還是遭受到雷害。

    雷擊發(fā)生后；進(jìn)行了認(rèn)真檢查；防雷系統(tǒng)接地電阻均小于4Ω；符合規(guī)程要求。檢查有關(guān)預(yù)防性試驗(yàn)的記錄；發(fā)現(xiàn)35kV變電所內(nèi)的B相避雷器；其試驗(yàn)數(shù)據(jù)當(dāng)時(shí)由于生產(chǎn)緊張等原因；一直未予以處理。雷擊以后分析認(rèn)為；造成這起雷擊損壞的主要原因有~

    (1：雷電是落在高壓線路上；線路上沒有保護(hù)間隙；當(dāng)雷擊出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)；沒有能夠通過(guò)保護(hù)間隙使大量的雷電流泄入大地；而擊斷了高壓輸電線路。

    (2：當(dāng)雷電波隨著線路入侵到變電所時(shí)；由于B相避雷器質(zhì)量不良；沖擊雷電流不能夠很好地流入大地；產(chǎn)生較高的殘壓；當(dāng)超過(guò)高壓跌落式熔斷器的耐壓值時(shí)；使跌落式熔斷器被擊壞。

    (3：當(dāng)避雷器上有較高的殘壓時(shí)；由于避雷器的接地系統(tǒng)和變壓器低壓側(cè)的中性點(diǎn)接地是相通的；造成變壓器低壓側(cè)出現(xiàn)較高的電壓。低壓配電柜的絕緣水平比較低；在低壓側(cè)出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)；絕緣比較薄弱的配電柜首先被擊壞。

    改進(jìn)措施

    (1：恢復(fù)線路的保護(hù)間隙；使雷擊高壓線路時(shí)；保護(hù)間隙首先能夠被擊穿而把雷電流泄入大地；起到保護(hù)線路和設(shè)備的作用。

    (2：當(dāng)帶電測(cè)試發(fā)現(xiàn)避雷器質(zhì)量不良時(shí)；要及時(shí)拆下進(jìn)行檢測(cè)；包括~?測(cè)量絕緣電阻??測(cè)量電導(dǎo)電流及檢查串聯(lián)組合元件的非線性系數(shù)差值??測(cè)量工頻放電電壓。只有當(dāng)這些試驗(yàn)結(jié)果都符合有關(guān)規(guī)程要求時(shí)才可繼續(xù)使用；否則；應(yīng)立即予以更換。

    (3：在電氣設(shè)備發(fā)生故障后；經(jīng)修復(fù)絕緣水平滿足要求后才可再投入使用。 ，二：避雷器引下線斷裂造成的事故

    雷擊落在10kV配電線路上。當(dāng)時(shí)；離配電變壓器僅60m的電管所內(nèi)；三人圍在一張辦公桌上隨著雷聲；一齊倒地?，F(xiàn)場(chǎng)察看和分析。檢查發(fā)現(xiàn)配電變壓器的10kV側(cè)避雷器有兩相已經(jīng)粉碎性爆炸?接地引下線在離地15cm處原來(lái)焊接處燒斷；據(jù)反映該處燒斷已近一年

    #時(shí)間。接地引下線有一個(gè)6cm長(zhǎng)的斷口；而是用一根8鐵絲纏繞在接地引下線斷口的上下端；鐵絲已嚴(yán)重銹蝕斷裂；致使避雷器及變壓器低壓側(cè)的中性線處于無(wú)接地狀態(tài)。

    當(dāng)雷擊線路時(shí)；盡管避雷器能可靠動(dòng)作；但強(qiáng)大的雷電流無(wú)法入地；極高的雷電沖擊電

    壓沿低壓配電線路傳到屋內(nèi)；擊穿空氣引起了三個(gè)人同時(shí)被雷擊的事故。在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)；照明燈離桌面只有30cm高?燈頭內(nèi)的絕緣膠木已嚴(yán)重碳化成粉末狀；確認(rèn)這是一起因避雷器及低壓側(cè)無(wú)接地而造成的雷擊事故。

    改進(jìn)措施

    為了防止類似事故的再次發(fā)生；應(yīng)采取如下防止措施~

    (1：各供電所每年在雷雨季節(jié)前后；集中力量對(duì)所轄供電區(qū)的變壓器及高低壓線路進(jìn)行全面的安全檢查；做到所有配變的避雷器和低壓側(cè)的中性點(diǎn)都可靠接地；其接地電阻必須滿足技術(shù)規(guī)程的要求；并保證接地引下線具有足夠的截面積和機(jī)械強(qiáng)度。

    ，2：進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)農(nóng)電工的培訓(xùn)和管理工作。定期培訓(xùn)；提高技術(shù)水平。 ，三：避雷器高壓接線端子脫落引起的事故

    ##某變電所1主變壓器突然發(fā)生停電。到1主變壓器附近查看；發(fā)現(xiàn)35kV L2相避雷器上部的高壓引線連同高壓接線端子脫離了避雷器本體；并且由于大風(fēng)吹動(dòng)致使與Ll相避雷器上部引線相碰；造成相間短路；導(dǎo)致主變壓器停電。進(jìn)行事故調(diào)查；發(fā)現(xiàn)L2相避雷器的高壓接線端子是由一條扁鐵彎成直角，L型：制成；直角的一邊用電焊焊接在避雷器帽蓋中心位置~直角的另一邊上鉆一個(gè)中10mm的孔；用一螺栓將引線線夾緊固在上面。寒冬季節(jié)；溫度很低；線夾上的引線受冷；縮短了長(zhǎng)度；使避雷器高壓接線端子受到很大的拉力；加上經(jīng)大風(fēng)吹動(dòng)；引線發(fā)生扭動(dòng)；拉力增加；使高壓接線端子L型扁鐵焊接薄弱的地方發(fā)生了裂紋?時(shí)間一長(zhǎng)；裂紋越來(lái)越大；強(qiáng)度越來(lái)越差；最后高壓接線端子動(dòng)；脫離了避雷器本體。

     改進(jìn)措施

    為了避免類似事故；對(duì)避雷器接線固定方法進(jìn)行改進(jìn)。第一種是將避雷器高壓引線線夾緊固在避雷器帽蓋固定螺栓上。第二種是將避雷器帽蓋卸下；在帽蓋中心位置鉆一個(gè)孔；然后在孔中裝上螺栓；螺栓的螺紋部分朝下；螺栓根部與帽蓋縫隙處焊牢；防止帽蓋滲漏水?接著將帽蓋恢復(fù)在避雷器本體上。這樣就可以將高壓引線夾固定在螺栓上；再用螺帽擰緊。采取這兩種措施之一；無(wú)論天寒地凍；避雷器的高壓引線拉力都不可能將接線端子從避雷器上拉脫。

     此外；在新裝或檢修時(shí)；適當(dāng)加長(zhǎng)引線的長(zhǎng)度以減輕寒冷天氣引線收縮而造成的端子的受力；將能獲得更好的效果。

    ，四：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)避雷器爆炸事故

     某變電所l0kV 側(cè)母線電壓不平衡；電壓波動(dòng)嚴(yán)重。

     隨后聽到警鈴響聲；C相電壓指零；另兩相電壓升高；斷開電壓互感器高壓電源；進(jìn)行檢查。發(fā)現(xiàn)互感器C相線圈燒毀；檢修人員隨即找了一只新互感器投運(yùn)。不到半個(gè)小時(shí)；忽聞開關(guān)室內(nèi)一聲巨響；10kV 電壓三相指零又迅速回升正常。經(jīng)觀察系10KV C相母線避雷器爆炸。隨即停電；C相避雷器上部被炸成兩截；上半截吊在原高壓引線上；高壓引線有

    嚴(yán)重過(guò)熱現(xiàn)象?下半截在原地未動(dòng)。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)；瓷套外表面燒焦；內(nèi)壁有明顯拉弧的痕跡?斷口內(nèi)殘存的閥片溶化破損；有二片云母墊發(fā)黑。檢查雷電計(jì)數(shù)器記錄；先后三相共動(dòng)作6次；A、B、C相分別為1、2、3次。變電所內(nèi)其他避雷器均未動(dòng)作。

     事故后仍用避雷器進(jìn)行試驗(yàn)；但C相避雷器因其部分元件炸散；無(wú)法重新組裝；于是就將原閥片裝入A 相避雷器瓷套內(nèi)；并利用其并聯(lián)電阻和火花間隙進(jìn)行測(cè)試；兩相解體檢查；除發(fā)現(xiàn)火花間隙上有輕微的放電痕跡外；亦無(wú)其他問(wèn)題。

    8.5MΩ之間；兩片串聯(lián)時(shí)約為22MΩ。隨后檢查并聯(lián)電阻；正常的并聯(lián)電阻；每片約在5?

    經(jīng)測(cè)量；在A、B兩相避雷器中拆出的各片電阻值正常；但C相有二片阻值為零~其中一片長(zhǎng)度約為完好電阻長(zhǎng)度2/3；取同長(zhǎng)度的完好電阻測(cè)量；阻值均在3?5MΩ之間?另有一片；長(zhǎng)度為完好電阻長(zhǎng)度的3/5；阻值為0./5MΩ；取同長(zhǎng)度完好電阻測(cè)量；阻值約4?6MΩ。由此可知；C相并聯(lián)電阻嚴(yán)重?fù)p壞；引起避雷器爆炸。

    由于此變電所10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地；10kV線路B相斷線時(shí)；形成單相弧光接地；引起系統(tǒng)振蕩；產(chǎn)生間歇性過(guò)電壓；致使A、C兩相電壓升高。因未及時(shí)切斷故障線路；使互感器和避雷器長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行在非正常電壓之下；以致互感器一次電流增大；磁通趨于飽和；過(guò)載而燒毀。同時(shí)；避雷器也長(zhǎng)時(shí)間地流過(guò)數(shù)倍于正常的泄漏電流。由于并聯(lián)電阻的熱容量較小；在此非正常的泄漏電流作用之下；電阻長(zhǎng)期過(guò)熱；迅速劣化；又破壞了避雷器的正常性能。當(dāng)系統(tǒng)中再次發(fā)生過(guò)電壓時(shí)；由于并聯(lián)電阻的損壞、造成了火花間隙內(nèi)電壓分布不勻；不能迅速有效地切斷工頻續(xù)流；使套管內(nèi)氣體游離；壓力劇增；終于導(dǎo)致發(fā)生爆炸。

    改進(jìn)措施

    中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間帶接地運(yùn)行；不但對(duì)中性點(diǎn)接地的電壓互感器有害；而且也會(huì)造成避雷器并聯(lián)電阻的損壞；導(dǎo)致避雷器爆炸。

     因此；運(yùn)行人員除應(yīng)嚴(yán)格按照運(yùn)行規(guī)程中“35KV及以下無(wú)消弧線圈補(bǔ)償系統(tǒng)的帶接地運(yùn)行時(shí)間不能超過(guò)2h”的規(guī)定執(zhí)行以外；還應(yīng)盡可能地縮短這種運(yùn)行時(shí)間；以免再發(fā)生類似的爆炸事故；直接威脅系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

     ，五：變壓器中性點(diǎn)避雷器雷擊爆炸事故

     某110kV 變電站鐵塔遭受雷擊；雷電流80kA 左右；由鐵塔對(duì)導(dǎo)線反擊；造成C相閃

    (絡(luò)；引起單相接地；運(yùn)行中的變壓器中性點(diǎn)上的避雷器爆炸；3發(fā)電機(jī)母線發(fā)出單相接地信號(hào)；主變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作；斷路器跳閘被迫停機(jī)；事后檢查發(fā)現(xiàn)斷路器站內(nèi)110kV鐵塔橫擔(dān)上C相導(dǎo)線對(duì)鐵塔有閃絡(luò)痕跡；如圖1所示。

    主變壓器中性點(diǎn)不接地。當(dāng)雷電擊中鐵塔時(shí)；變壓器中性點(diǎn)出現(xiàn)位移電壓；大于避雷器的最大允許電壓；從而使避雷器爆炸。

     此110kV 系統(tǒng)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)；但為限制單相短路電流；不大于三相短路電流；以利于電氣設(shè)備按三相短電流值來(lái)選擇；同時(shí)又為滿足繼電保護(hù)配合的需要；而將變壓器中性點(diǎn)不接地。當(dāng)雷擊使110kV 系統(tǒng)發(fā)生C相閃絡(luò)；造成單相接地時(shí)；根據(jù)對(duì)稱分量法分析；

故障點(diǎn)將出現(xiàn)零序電壓U。因零序電流I僅能通過(guò)中性點(diǎn)接地的變壓器；而對(duì)中性點(diǎn)不接00

    地的變壓器；由于零序電流不能通過(guò)；因此；在中性點(diǎn)上就產(chǎn)生了位移電壓；其值等于故障點(diǎn)的零序電壓U。 0

     而避雷器的最大允許電壓為41kV 。在單相接地時(shí)；變壓器中性點(diǎn)上位移電壓超過(guò)避雷器的最大允許電壓；而使其爆炸。

    圖1 電氣主接線圖

    改進(jìn)措施

     對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)避雷器的選擇；最大允許電壓必須大于變壓器中性點(diǎn)可能出現(xiàn)的位移電壓；因此選擇時(shí)；必須兩者相互兼顧才能滿足要求。

     ，六：雷擊送電線路事故

     35kV線路遭受雷擊。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)呈樹枝分布；共連接35kV變電所5座；量總計(jì)59750kVA ；如圖2中箭頭處為落雷點(diǎn)及擊穿起弧點(diǎn)所示。35kV 系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。線路基本桿型為上字型；全線路只在距變電所兩端1.5km 內(nèi)設(shè)架空避雷線。線路經(jīng)過(guò)的路徑多為半丘陵及水庫(kù)地帶。

    暴風(fēng)雨開始后35kV 線路受雷擊。變電所35kV集堅(jiān)線路主變壓器斷路器及上一級(jí)福山變電所35kV 斷路器同時(shí)速斷跳閘；自動(dòng)重合動(dòng)作；重合不成功。城鎮(zhèn)變電所中央信號(hào)反映35KVB相接地；A、C相電壓升高為線電壓。此時(shí)又進(jìn)行了一次強(qiáng)送電；強(qiáng)送不成功；再次跳閘。集堅(jiān)線35kV線路出口處；藕合電容器上端與線路阻波器之間引線處發(fā)生一大弧光；

    線路斷路器跳閘后弧光消失。

    # 查巡發(fā)現(xiàn)；集堅(jiān)線路52 杯桿塔B相導(dǎo)線靠近線夾處被電弧燒斷落地。從斷線點(diǎn)查看；

    ##系直擊雷落于導(dǎo)線上；擊穿該串絕緣子放電造成。51桿及52桿B相絕緣整串被擊穿?同時(shí)張莊變電所線路出口處B相耦合電容器上端引線因?qū)U塔放電而燒斷?在同一系統(tǒng)的距

    十余公里的吳莊變電所；C相避雷器也被擊穿；其計(jì)數(shù)器也被燒壞。

    圖2 電網(wǎng)示意圖

    現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析表明；這起事故的直接原因是由于雷擊造成。

     35kV供電線路按線路設(shè)計(jì)規(guī)程要求；在距變電所兩側(cè)1?2km架設(shè)避雷線；線路中間地段則無(wú)架空避雷線。落雷點(diǎn)距城鎮(zhèn)站約6.5km；正處在無(wú)架空避雷線地段。由于雷電幅值極高；因此在落雷點(diǎn)處造成整串絕緣子擊穿接地。另外在變電所終端桿的線路高頻阻波器與耦合電容之間的引線；由于距桿塔較近，約400mm ) ；也在過(guò)電壓時(shí)；成為擊穿放電的薄弱環(huán)節(jié)；即起弧點(diǎn)；使引線被電弧燒斷。B相落雷的直接原因是；線路主要桿型為上字形排列；B相為頂端相；在運(yùn)行中起了“避雷線”作用。該相導(dǎo)線被直擊雷擊中的概率大大高于處在下部的A、C兩相。

    ## 線路51、52桿絕緣子被擊穿放電；導(dǎo)線被燒斷落地；相當(dāng)于B相金屬性接地。由于B

    #相接地；中性點(diǎn)位移；因此A、C兩相對(duì)地電壓升高。在集堅(jiān)線52桿落雷后；城鎮(zhèn)站和福山站的斷路器尚未跳閘的一瞬間；過(guò)電壓作用于福山站供電的所有35kV變電所；致使A、C相電壓高出相電壓數(shù)倍；從而使各站A、C兩相上所接的電氣設(shè)備和部分絕緣子也如上所

    #述多處放電或被擊穿。例如；集堅(jiān)線54桿A 相絕緣子整串也被擊穿。由于雷擊過(guò)電壓造成的故障電流非常大；城鎮(zhèn)變電所與福山變電所速斷保護(hù)無(wú)選擇性；造成越級(jí)跳閘；造成城鎮(zhèn)、集堅(jiān)、張莊3座35kV變電所同時(shí)停電的局面。

    改進(jìn)措施

    (1) 對(duì)于某些多雷電活動(dòng)的地區(qū)；雖然全年平均總雷電日不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，30天：；但應(yīng)根據(jù)地區(qū)的具體情況區(qū)別對(duì)待。如對(duì)為單電源、負(fù)荷重要、雷電活動(dòng)頻繁的地區(qū)，例如線路經(jīng)過(guò)山口、山谷、水庫(kù)周圍地段；其平均落雷概率遠(yuǎn)高于一般平原地區(qū)數(shù)倍：；對(duì)此類線路應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；以增設(shè)全線段或部分重點(diǎn)地段架空避雷器線為宜。

     一般來(lái)說(shuō)；對(duì)于桿塔類型不變的線路；只增加一條避雷線；對(duì)于整個(gè)線路投資增加不大；卻可避免由于雷電事故造成的經(jīng)濟(jì)損失。一般送電線路建成后要運(yùn)行二三十年以上；其落雷概率很大；從技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方面是可取的。