避雷器故障排除案例

    避雷器故障排除案例

    ，一：避雷器质量不良引起的事故

    雷雨中某生产厂及生活区高、低压全部停电。经检查；35kV高压输电线中的B相导线断落；雷击时变电所内高压跌落式熔断器有严重的电弧产生。低压配电室内也有电弧现象并伴有爆炸声；有一台低压配电柜内的二次线路被全部击坏。

    35kV变电所；输电线路呈三角形排列；全线架设了避雷线?35kV变电所的入口处；装设了避雷器和保护间隙。保护间隙被雷击坏后；一直没有修复?在变电所的周围还装设了两根24m高的避雷针；防雷措施比较全面；但还是遭受到雷害。

    雷击发生后；进行了认真检查；防雷系统接地电阻均小于4Ω；符合规程要求。检查有关预防性试验的记录；发现35kV变电所内的B相避雷器；其试验数据当时由于生产紧张等原因；一直未予以处理。雷击以后分析认为；造成这起雷击损坏的主要原因有~

    (1：雷电是落在高压线路上；线路上没有保护间隙；当雷击出现过电压时；没有能够通过保护间隙使大量的雷电流泄入大地；而击断了高压输电线路。

    (2：当雷电波随着线路入侵到变电所时；由于B相避雷器质量不良；冲击雷电流不能够很好地流入大地；产生较高的残压；当超过高压跌落式熔断器的耐压值时；使跌落式熔断器被击坏。

    (3：当避雷器上有较高的残压时；由于避雷器的接地系统和变压器低压侧的中性点接地是相通的；造成变压器低压侧出现较高的电压。低压配电柜的绝缘水平比较低；在低压侧出现过电压时；绝缘比较薄弱的配电柜首先被击坏。

    改进措施

    (1：恢复线路的保护间隙；使雷击高压线路时；保护间隙首先能够被击穿而把雷电流泄入大地；起到保护线路和设备的作用。

    (2：当带电测试发现避雷器质量不良时；要及时拆下进行检测；包括~?测量绝缘电阻??测量电导电流及检查串联组合元件的非线性系数差值??测量工频放电电压。只有当这些试验结果都符合有关规程要求时才可继续使用；否则；应立即予以更换。

    (3：在电气设备发生故障后；经修复绝缘水平满足要求后才可再投入使用。 ，二：避雷器引下线断裂造成的事故

    雷击落在10kV配电线路上。当时；离配电变压器仅60m的电管所内；三人围在一张办公桌上随着雷声；一齐倒地。现场察看和分析。检查发现配电变压器的10kV侧避雷器有两相已经粉碎性爆炸?接地引下线在离地15cm处原来焊接处烧断；据反映该处烧断已近一年

    #时间。接地引下线有一个6cm长的断口；而是用一根8铁丝缠绕在接地引下线断口的上下端；铁丝已严重锈蚀断裂；致使避雷器及变压器低压侧的中性线处于无接地状态。

    当雷击线路时；尽管避雷器能可靠动作；但强大的雷电流无法入地；极高的雷电冲击电

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    压沿低压配电线路传到屋内；击穿空气引起了三个人同时被雷击的事故。在现场发现；照明灯离桌面只有30cm高?灯头内的绝缘胶木已严重碳化成粉末状；确认这是一起因避雷器及低压侧无接地而造成的雷击事故。

    改进措施

    为了防止类似事故的再次发生；应采取如下防止措施~

    (1：各供电所每年在雷雨季节前后；集中力量对所辖供电区的变压器及高低压线路进行全面的安全检查；做到所有配变的避雷器和低压侧的中性点都可靠接地；其接地电阻必须满足技术规程的要求；并保证接地引下线具有足够的截面积和机械强度。

    ，2：进一步加强对农电工的培训和管理工作。定期培训；提高技术水平。 ，三：避雷器高压接线端子脱落引起的事故

    ##某变电所1主变压器突然发生停电。到1主变压器附近查看；发现35kV L2相避雷器上部的高压引线连同高压接线端子脱离了避雷器本体；并且由于大风吹动致使与Ll相避雷器上部引线相碰；造成相间短路；导致主变压器停电。进行事故调查；发现L2相避雷器的高压接线端子是由一条扁铁弯成直角，L型：制成；直角的一边用电焊焊接在避雷器帽盖中心位置~直角的另一边上钻一个中10mm的孔；用一螺栓将引线线夹紧固在上面。寒冬季节；温度很低；线夹上的引线受冷；缩短了长度；使避雷器高压接线端子受到很大的拉力；加上经大风吹动；引线发生扭动；拉力增加；使高压接线端子L型扁铁焊接薄弱的地方发生了裂纹?时间一长；裂纹越来越大；强度越来越差；最后高压接线端子动；脱离了避雷器本体。

     改进措施

    为了避免类似事故；对避雷器接线固定方法进行改进。第一种是将避雷器高压引线线夹紧固在避雷器帽盖固定螺栓上。第二种是将避雷器帽盖卸下；在帽盖中心位置钻一个孔；然后在孔中装上螺栓；螺栓的螺纹部分朝下；螺栓根部与帽盖缝隙处焊牢；防止帽盖渗漏水?接着将帽盖恢复在避雷器本体上。这样就可以将高压引线夹固定在螺栓上；再用螺帽拧紧。采取这两种措施之一；无论天寒地冻；避雷器的高压引线拉力都不可能将接线端子从避雷器上拉脱。

     此外；在新装或检修时；适当加长引线的长度以减轻寒冷天气引线收缩而造成的端子的受力；将能获得更好的效果。

    ，四：中性点不接地系统避雷器爆炸事故

     某变电所l0kV 侧母线电压不平衡；电压波动严重。

     随后听到警铃响声；C相电压指零；另两相电压升高；断开电压互感器高压电源；进行检查。发现互感器C相线圈烧毁；检修人员随即找了一只新互感器投运。不到半个小时；忽闻开关室内一声巨响；10kV 电压三相指零又迅速回升正常。经观察系10KV C相母线避雷器爆炸。随即停电；C相避雷器上部被炸成两截；上半截吊在原高压引线上；高压引线有

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    严重过热现象?下半截在原地未动。进一步检查发现；瓷套外表面烧焦；内壁有明显拉弧的痕迹?断口内残存的阀片溶化破损；有二片云母垫发黑。检查雷电计数器记录；先后三相共动作6次；A、B、C相分别为1、2、3次。变电所内其他避雷器均未动作。

     事故后仍用避雷器进行试验；但C相避雷器因其部分元件炸散；无法重新组装；于是就将原阀片装入A 相避雷器瓷套内；并利用其并联电阻和火花间隙进行测试；两相解体检查；除发现火花间隙上有轻微的放电痕迹外；亦无其他问题。

    8.5MΩ之间；两片串联时约为22MΩ。随后检查并联电阻；正常的并联电阻；每片约在5?

    经测量；在A、B两相避雷器中拆出的各片电阻值正常；但C相有二片阻值为零~其中一片长度约为完好电阻长度2/3；取同长度的完好电阻测量；阻值均在3?5MΩ之间?另有一片；长度为完好电阻长度的3/5；阻值为0./5MΩ；取同长度完好电阻测量；阻值约4?6MΩ。由此可知；C相并联电阻严重损坏；引起避雷器爆炸。

    由于此变电所10kV系统中性点不接地；10kV线路B相断线时；形成单相弧光接地；引起系统振荡；产生间歇性过电压；致使A、C两相电压升高。因未及时切断故障线路；使互感器和避雷器长时运行在非正常电压之下；以致互感器一次电流增大；磁通趋于饱和；过载而烧毁。同时；避雷器也长时间地流过数倍于正常的泄漏电流。由于并联电阻的热容量较小；在此非正常的泄漏电流作用之下；电阻长期过热；迅速劣化；又破坏了避雷器的正常性能。当系统中再次发生过电压时；由于并联电阻的损坏、造成了火花间隙内电压分布不匀；不能迅速有效地切断工频续流；使套管内气体游离；压力剧增；终于导致发生爆炸。

    改进措施

    中性点不接地系统长时间带接地运行；不但对中性点接地的电压互感器有害；而且也会造成避雷器并联电阻的损坏；导致避雷器爆炸。

     因此；运行人员除应严格按照运行规程中“35KV及以下无消弧线圈补偿系统的带接地运行时间不能超过2h”的规定执行以外；还应尽可能地缩短这种运行时间；以免再发生类似的爆炸事故；直接威胁系统的安全运行。

     ，五：变压器中性点避雷器雷击爆炸事故

     某110kV 变电站铁塔遭受雷击；雷电流80kA 左右；由铁塔对导线反击；造成C相闪

    (络；引起单相接地；运行中的变压器中性点上的避雷器爆炸；3发电机母线发出单相接地信号；主变压器纵联差动保护动作；断路器跳闸被迫停机；事后检查发现断路器站内110kV铁塔横担上C相导线对铁塔有闪络痕迹；如图1所示。

    主变压器中性点不接地。当雷电击中铁塔时；变压器中性点出现位移电压；大于避雷器的最大允许电压；从而使避雷器爆炸。

     此110kV 系统为中性点直接接地系统；但为限制单相短路电流；不大于三相短路电流；以利于电气设备按三相短电流值来选择；同时又为满足继电保护配合的需要；而将变压器中性点不接地。当雷击使110kV 系统发生C相闪络；造成单相接地时；根据对称分量法分析；

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故障点将出现零序电压U。因零序电流I仅能通过中性点接地的变压器；而对中性点不接00

    地的变压器；由于零序电流不能通过；因此；在中性点上就产生了位移电压；其值等于故障点的零序电压U。 0

     而避雷器的最大允许电压为41kV 。在单相接地时；变压器中性点上位移电压超过避雷器的最大允许电压；而使其爆炸。

    图1 电气主接线图

    改进措施

     对中性点不接地系统避雷器的选择；最大允许电压必须大于变压器中性点可能出现的位移电压；因此选择时；必须两者相互兼顾才能满足要求。

     ，六：雷击送电线路事故

     35kV线路遭受雷击。电网结构呈树枝分布；共连接35kV变电所5座；量总计59750kVA ；如图2中箭头处为落雷点及击穿起弧点所示。35kV 系统为中性点不接地系统。线路基本杆型为上字型；全线路只在距变电所两端1.5km 内设架空避雷线。线路经过的路径多为半丘陵及水库地带。

    暴风雨开始后35kV 线路受雷击。变电所35kV集坚线路主变压器断路器及上一级福山变电所35kV 断路器同时速断跳闸；自动重合动作；重合不成功。城镇变电所中央信号反映35KVB相接地；A、C相电压升高为线电压。此时又进行了一次强送电；强送不成功；再次跳闸。集坚线35kV线路出口处；藕合电容器上端与线路阻波器之间引线处发生一大弧光；

    线路断路器跳闸后弧光消失。

    # 查巡发现；集坚线路52 杯杆塔B相导线靠近线夹处被电弧烧断落地。从断线点查看；

    ##系直击雷落于导线上；击穿该串绝缘子放电造成。51杆及52杆B相绝缘整串被击穿?同时张庄变电所线路出口处B相耦合电容器上端引线因对杆塔放电而烧断?在同一系统的距

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    十余公里的吴庄变电所；C相避雷器也被击穿；其计数器也被烧坏。

    图2 电网示意图

    现场调查分析表明；这起事故的直接原因是由于雷击造成。

     35kV供电线路按线路设计规程要求；在距变电所两侧1?2km架设避雷线；线路中间地段则无架空避雷线。落雷点距城镇站约6.5km；正处在无架空避雷线地段。由于雷电幅值极高；因此在落雷点处造成整串绝缘子击穿接地。另外在变电所终端杆的线路高频阻波器与耦合电容之间的引线；由于距杆塔较近，约400mm ) ；也在过电压时；成为击穿放电的薄弱环节；即起弧点；使引线被电弧烧断。B相落雷的直接原因是；线路主要杆型为上字形排列；B相为顶端相；在运行中起了“避雷线”作用。该相导线被直击雷击中的概率大大高于处在下部的A、C两相。

    ## 线路51、52杆绝缘子被击穿放电；导线被烧断落地；相当于B相金属性接地。由于B

    #相接地；中性点位移；因此A、C两相对地电压升高。在集坚线52杆落雷后；城镇站和福山站的断路器尚未跳闸的一瞬间；过电压作用于福山站供电的所有35kV变电所；致使A、C相电压高出相电压数倍；从而使各站A、C两相上所接的电气设备和部分绝缘子也如上所

    #述多处放电或被击穿。例如；集坚线54杆A 相绝缘子整串也被击穿。由于雷击过电压造成的故障电流非常大；城镇变电所与福山变电所速断保护无选择性；造成越级跳闸；造成城镇、集坚、张庄3座35kV变电所同时停电的局面。

    改进措施

    (1) 对于某些多雷电活动的地区；虽然全年平均总雷电日不超过标准，30天：；但应根据地区的具体情况区别对待。如对为单电源、负荷重要、雷电活动频繁的地区，例如线路经过山口、山谷、水库周围地段；其平均落雷概率远高于一般平原地区数倍：；对此类线路应进行技术经济比较；以增设全线段或部分重点地段架空避雷器线为宜。

     一般来说；对于杆塔类型不变的线路；只增加一条避雷线；对于整个线路投资增加不大；却可避免由于雷电事故造成的经济损失。一般送电线路建成后要运行二三十年以上；其落雷概率很大；从技术经济比较方面是可取的。

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