一起过电压保护器烧损事故的分析与预防措施的探讨_白强

图１
图２
受所加于此点的电压时，绝缘将被击穿而放电，发生单相 接地故障。即当某处的绝缘能力已经无法承受所施加的 电压时，绝缘将发生击穿。其实质是，电压通过击穿点，向 地放电，通过放电电弧，将与大地间发生一连串的瞬间短 路。从基础电工知识可知，在一个 Ｃ、Ｌ 均存在的电路中， 系统特性的突变（电压的突然跃变、参数的突然改变）将 引起电磁振荡。这种振荡的频率及振荡电流的大小，因电 网的参数的不同而异，在每次振荡过程中，电流的幅值会 很高，实际模拟试验及现场实测结果表明其振荡频率在 ３００￣３０００Ｈｚ 之间，振荡时高频冲击电流的幅值可达数百 安培之多。这种高频电流经电感（如变压器线圈）转换并 放大成高频的高电压。
二、事件概况 ２０１３ 年 ０３ 月 ２７ 日之前，该 １１０ｋＶ 变电所 ３５ｋＶ 系 统经常发生电压互感器烧毁、互感器保险熔断、过电压保 护器烧毁等事故发生。过电压保护器为带串联间隙三相 组合式的，工频放电电压为 ３．５ 倍相电压。 ２０１３ 年 ０３ 月 ２７ 日，该变电所 ２８＃ 箱变烧毁，箱变内 变压器、高压柜、低压柜等已烧毁，无法修复使用； ２０１３ 年 ０７ 月 ２１ 日，在该变电所现场，现场运维工作 人员对已经烧坏的过电压保护器进行解剖分析，过电压 保护器 Ａ、Ｂ 两相氧化锌阀片有明显烧损迹象，Ｃ 相阀片 完好无损。经分析，在过电压保护器烧毁之前，系统曾发 生间歇性弧光接地事故，故障相在 Ｃ 相（由于没有故障录 波图，无法确定故障持续时间）。 图 １、图 ２ 为过电压保护器损坏现场实物图，三相过 电压保护器经解剖后如图 １、２ 所示，从左到右依次是 Ａ、 Ｂ、Ｃ 三相，从图中可清晰看到，Ｃ 相阀片完好如初，Ａ、Ｂ 两 相阀片损毁严重。由此可见，系统中可能为 Ｃ 相发生接地 现象，导致 Ａ、Ｂ 两相电压升高，超过过电压保护器承受能 量，继而在薄弱地方击穿损毁。 三、过电压保护器烧损原因分析 （１）铁磁谐振过电压的影响 当系统中某一点的对地绝缘能力（强度）已经不能承
微机型二次消谐器和电流型一次消谐器构成，流敏型一 论的学习，全面掌握其核心原理及运行维护要求，保证其
次消谐器和微机二次消谐器之间连接有电流互感器，二 安全经济运行。
次消谐器能够监测一次消谐器运行状态，自带录波功能，
（３）在今后的工作实践中去认真研究、实验、探索和
通过 Ｍｏｄｂｕｓ 或 ６１８５０ 协议与后台通讯显示波形或自显。 总结，使过电压保护器运行中的不安全因素得以预防和
在 ６～３５ｋＶ 系统中，由于中性点不接地，电压互感器 中性点将成为系统在单相接地时对地电流的通道，此时 极易产生 ＰＴ 的铁磁谐振过电压。谐振过电压具有幅值 高、几率高、影响大的特点。对过电压保护器的冲击可想 而知，会加速保护器的绝缘老化。
事故发生前未进行操作，故排除了系统发生操作过 电压及切合空长线过电压的可能性；从事故过电压保护 器解剖后分析得知，系统有单相间歇性电弧接地过电压 发生。
行异常时，微机型二次消谐器发出报警信号并自动投入 操作过电压、谐波、运行环境等的随机性，都决定了过电
二次消谐电阻，确保电压互感器自身不参与谐振，同时也 压保护器安全运行的可靠性。
参考文献
［１］ ＤＬ／Ｔ６２０－ １９９７，交流电气装置的过电压保护和绝缘配合［Ｓ］
表１
视频编码 Ｋｂｉｔ／ｓ ６４－ １２８ ２５６ ６００ １２００ ２５００ ８０００ １５０００
带宽（Ｋｂｉｔ／ｓ） １５０ ３００ ７２０ １４４０ ３０００ ９６００ １８０００
存储 ／ 小时（ＭＢ） １５３．６ ３０７．２ ３６９．１ ７３８．３ １５３８．１ ４９２１．９ ９２２８．５
分辨率
过电压保护器具有相对相及相对地的保护水平相同 等优点，是一种具有良好保护性能一次元件。装设过电压 保护器是保护电气设备免遭大气过电压损坏的主要手 段，也是防护某些内部过电压的重要措施，因此在电网配 电系统中广泛使用。输电系统在正常运行情况下，过电压 保护器是不导通的，当配网线路遭受雷击过电压或系统 过电压，作用在保护器上的电压达到其动作电压时，保护 器就会导通，通过大电流，释放过电压能量并将过电压抑 制在一定水平，减少了对电力设备的沖击，保护了电力设 备的绝缘。
爆炸。
任何一件产品都有一定的使用寿命，过电压保护器
（２）结构因素
也不例外，为防止过电压保护器劣化时将事故扩大，建议
过电压保护器封壳出现问题造成过电压保护器受潮 在每只过电压保护器安装在线监测装置，时时监测过电
而损坏。过电压保护器封壳的主要材料是硅橡胶。由于过 压保护器的运行工况，已达到提前预警提醒更换的目的。
谐振过电压对过电压保护器的冲击，更是能够保护电压
（２）要将过电压保护器要列入设备维护 、检修计划
互感器的安全运行，实用性强。具体措施是在电压互感器 中，不断学习新理论、新知识。定期检查和测试过电压保
一次侧加装流敏型一次消谐器，在二次开口三角加装智 护器的工放值，了解其运行状态，掌握存在的问题，及时
能微机综合消谐录波装置，该智能综合消谐录波装置由 更换，以防爆炸事故的发生，加强对新设备、新技术、新理
查阅过电压保护器工放值选择标准可知，过电压保 护器工频放电值为 ３．５ 相电压，从 ＤＬ／Ｔ６２０－ １９９７ 第 ４．２．８ 可以知道，６～３５ｋＶ 系统发生单相间歇性电弧接地故障 时，过电压有可能达到 ３．５ｐμ（注：ｐμ 为正常相电压的峰 值，后同），也就是说，只要有间歇性单相接地发生，过电 压保护器必然动作，过电压保护器在间歇性单相接地情
能在电气检修期通过现场试验验证。这导致大多数保护 测试，将检査测试结果记入技术档案。对运行在配电网上
器不能在劣化临界点安全退出或更换，从而导致其损坏 的每一只过电压保护器都要建立技术档案， 对出厂报告、
烧毁。
定期测试报告及在线监测的运行记录， 均要存入技术档
四、预防措施
案，作为定期检査的参考，直至该过电压保护器退出运行。
一、前言 电力系统中，经常会产生各类过电压危害，总结起来 总共有两大过电压：内部过电压和雷电过电压。其中内部
过电压的产生主要是由于电网中能量的转化或传递所产 生的电网电压升高，它一般包括工频过电压、操作过电 压、谐振过电压等；而雷电过电压则主要是由于雷云放电
图２
的视频内容，以满足较好的用户体验。比如在网络条件允 许的情况下，采用 Ｈ．２６４ 的编码压缩的视频 ２５６Ｋｂｉｔ／ｓ 图 像的清晰度一定比 １２８Ｋｂｉｔ／ｓ 的要高，如果在网络情况不
Ｎ 新聚焦 ｅｗ Ｆｏｃｕｓ
一起过电压保护器烧损事故的 分析与预防措施的探讨
□白强 新疆伊河电力有限责任公司 刘勇 侯志远 安徽正广电电力技术有限公司
【摘要】 过电压保护器是一种非常有效的电网系统防御雷电过电压保护装置，它的特性可以保证电网长期稳定运行。本 文就某 ３５ｋＶ 变电所过电压保护器的损坏对过电压保护器损坏原因进行了全面的分析，并提出具体的预防措施，为电力系 统过电压保护器的可靠运行提供了技术参考。 【关键词】 过电压保护器损坏 事故分析 预防措施
电压保护器生产厂家采用的技术工艺不完善或采用的密
在条件允许的情况下也可以安装脱离器，在过电压
封材料抗老化性能不稳定，导致硅橡胶套封壳质量参差 保护器失效损坏时，脱离器自动动作 （３０ｍＡ 时不大于
不齐。过电压保护器投入运行后，运行环境的状况影响或 ８ｍｉｎ）退出运行，以免造成更大损失和扩大事故，提高电
系统广泛应用。现针对过电压保护器在电网运行中应有 不足，当过电压保护功能因故发生热崩溃，形成内部相间
的预防措施进行探讨分析。
短路故障时，保护装置自带的脱离装置能在短路电流的
（１）加强 离该短路点，实现该故障线路相问短
较好的治理 ＰＴ 铁磁谐振的意义不仅仅在于避免了 路故障点的可靠切除，使系统达到安全的目的。
好时，则自动切换到低码率的一档，从而使播放流畅。 另外一种情况是，但对于较小屏幕如提供较高的带
宽，实际是对网络带宽的消耗是一种浪费，因为用户体验 并未得到很明显的提高，这种由少量用户对大宽带视频 的需求，会对无线网络的带宽消耗造成浪费和拥塞，降低 了其它大量用户的使用体验，因此需要在无线网络内对 视频进行优化处理，比如对手机用户的所有 １０８０Ｐ 的视 频降低为 ７２０Ｐ 或 ４８０Ｐ 视频分辨率，从而节省宝贵的网 络资源。
避雷器设备生命周期后期，都有可能造成过电压保护器 网运行安全可靠性。脱离器亦有监测过电压保护器运行
封壳出现问题，密封性能不佳。空气中的潮气或水分渗入 工况作用，脱离器动作后出现明显断开点，提示该过电压
过电压保护器内部，造成内部绝缘降低，加速了过电压保 保护器已失效损坏应予更换。因此安装脱离器可免去定
其工作原理为：微机二次录波消谐器能够消除分频、工 完善，确实提高电网运行可靠性。过电压保护器损坏的原
频、倍频铁磁谐振过电压，上传存储过电压幅值、频率等， 因有雷电、系统暂态过电压、受潮、使用不当和自身质量
时时监测一次消谐器运行状态。当电流型一次消谐器运 问题等等，而过电压保护器的劣化速度的离散性及雷电、
２５
Ｎ 新聚焦 ｅｗ Ｆｏｃｕｓ
况下持续运行时间取决于氧化锌阀片的通流量，也可以 弥补了一、二次消谐独立工作给系统带来的保护盲区，微
理解为取决于间歇性单相接地发生的持续时间。当持续 机二次消谐器还能记录故障时波形情况。
时间超出阀片承受能量时，过电压保护器就会击穿，俗称
（２）过电压保护器装设在线监测、脱离装置
［１］ 黄远清． ２０１２ 年美国 ＯＴＴ 市场浅析［Ｊ］，卫星电视与宽带多媒体，２０１２（２３） ［２］ 姚良等． 智能电视终端的视频服务质量保障［Ｊ］，电信科学，２０１３（０４）
２４
Ｎ 新聚焦 ｅｗ Ｆｏｃｕｓ
所引起的电压升高，也称为大气过电压。这些过电压不仅 会危害供电线路以及发、变电站的电气设备，还会导致大 面积停电，引起各类用电部门的重大损失。
四、总结 在 ＯＴＴ 的业务环境中，由于业务是假设在互联网之 上，对网络服务质量没有 ＱＯＳ 保证，因此需要在应用层对 视频传输进行进一步的优化处理，以提供用户业务体验： （１）通过 ＨＴＴＰ 的自适应码流技术，提高 ＯＴＴ 视频在网络 带宽波动的情况下提供平滑播放的业务体验。（２）对各种 视频终端的屏幕实现分辨率匹配策略，尤其在无线网络 环境下，减少 ＯＴＴ 视频对网络开销，降低无线网络拥塞的 可能，从而提高业务体验质量。