2010年8月,某220kV線路A相故障,220kV站213斷路器保護(hù)動(dòng)作,跳開(kāi)A相斷路器,重合閘未動(dòng)作。A相跳開(kāi)后156ms重新出現(xiàn)故障電流,持續(xù)時(shí)間約12ms,兩套保護(hù)分別發(fā)三跳、永跳令,跳開(kāi)三相斷路器。
故障發(fā)生時(shí),該地區(qū)為雷雨天氣,閃電頻繁。現(xiàn)場(chǎng)無(wú)任何檢修工作,無(wú)倒閘操作,斷路器運(yùn)行正常。斷路器自投運(yùn)以來(lái)各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格,未發(fā)生過(guò)任何故障及缺陷。
通過(guò)錄波圖分析,保護(hù)裝置動(dòng)作正確,213斷路器A相跳開(kāi)156ms后重新出現(xiàn)故障電流(持續(xù)時(shí)間約12ms),致使保護(hù)分別發(fā)三跳、永跳令,斷路器單相故障也未重合。
2 故障情況檢查
針對(duì)斷路器A相跳開(kāi)156ms后重新出現(xiàn)故障電流這一不明原因現(xiàn)象,工作人員制定了檢查方案,進(jìn)行了一系列深入檢查。
2.1 現(xiàn)場(chǎng)檢查
專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn),33#耐張塔A相引流線懸垂合成絕緣子、32#直線塔A相懸垂合成絕緣子(雙串)有雷擊放電痕跡。
對(duì)213斷路器進(jìn)行氣體分解物試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)A相硫化氫含量111.2微升/升,二氧化硫含量35.5微升/升,氣體分解物嚴(yán)重超標(biāo),測(cè)試過(guò)程中工作人員聞到有臭味。B、C兩相硫化氫和二氧化硫含量均為零,未檢出分解物。斷路器三相SF6氣體含水量符合標(biāo)準(zhǔn)要求,外觀檢查無(wú)異常。
2.2 斷路器解體檢查
將斷路器返廠解體后發(fā)現(xiàn),斷路器滅弧室內(nèi)有大量白色粉末,如圖1所示。
圖1 解體后的斷路器滅弧室
滅弧室灼燒痕跡如圖2所示。
圖2 滅弧室內(nèi)灼燒痕跡
故障斷路器為蘇州AREVA高壓電氣有限公司產(chǎn)品,型號(hào)為GL314-252。該斷路器自2007年11月投運(yùn)后,預(yù)防性試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格,未進(jìn)行過(guò)補(bǔ)氣,未發(fā)生過(guò)任何缺陷。根據(jù)錄波圖及氣體分解物測(cè)試結(jié)果分析推斷,故障發(fā)生過(guò)程如下:
3.1 第一次出現(xiàn)故障電流
根據(jù)錄波圖及線路查線結(jié)果分析,線路33#(距故障斷路器近)塔遭受雷擊造成絕緣子表面閃絡(luò),故障電流為26kA,持續(xù)時(shí)間50ms,斷路器成功切除故障電流。
3.2 第二次出現(xiàn)故障電流
A相故障切除后約156ms(此時(shí)未達(dá)到重合閘0.8S動(dòng)作出口時(shí)間,A相斷路器處于斷開(kāi)狀態(tài)),32#塔遭受第二次雷擊,上端金屬件對(duì)下端均壓環(huán)直接擊穿,同時(shí)造成斷路器斷口擊穿,重新產(chǎn)生故障電流,兩套保護(hù)分別三跳、永跳出口,跳開(kāi)三相斷路器。由于合成絕緣子具有自恢復(fù)特性,而且絕緣子表面沒(méi)有形成閃絡(luò),故障點(diǎn)電弧自行熄滅。
3.3 雷電定位系統(tǒng)顯示數(shù)據(jù)
故障發(fā)生當(dāng)晚為雷雨天氣,故障發(fā)生時(shí)段1分鐘內(nèi)雷電定位系統(tǒng)顯示31-32#桿塔落雷1次,雷電流幅值為53.9KA,并有反擊1次。現(xiàn)場(chǎng)查線在32#、33#塔各發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)1處。
從以上分析結(jié)果綜合來(lái)看,線路在第一次發(fā)生雷擊時(shí),斷路器成功切除故障,約156ms后遭受第二次雷擊,在未到達(dá)重合閘動(dòng)作時(shí)間(0.8S)前,斷口遭到擊穿,重新產(chǎn)生故障電流,保護(hù)動(dòng)作三跳、永跳出口,跳開(kāi)三相斷路器。雷擊是造成本次斷路器損壞的原因。
措施及建議:
(1)線路故障跳閘后,專業(yè)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)故障數(shù)據(jù)、錄波圖等資料的分析,當(dāng)發(fā)現(xiàn)原因不明現(xiàn)象或異常波形圖時(shí),應(yīng)加強(qiáng)對(duì)一次設(shè)備的檢測(cè),避免留下隱患。
(2)對(duì)于220kVSF6斷路器雷電沖擊和工頻耐壓型式試驗(yàn),設(shè)備生產(chǎn)廠家有必要考慮斷路器在分位時(shí)斷口承受雷電波和工頻電壓作用的極端情況,提高耐雷水平。
(3)對(duì)已發(fā)生過(guò)雷電波侵入造成斷路器等設(shè)備損壞的變電站,應(yīng)在出線間隔入口處裝設(shè)金屬氧化物避雷器。
(4)應(yīng)密切關(guān)注氣候變化,定期對(duì)設(shè)備運(yùn)行地區(qū)平均雷暴日數(shù)和平均落雷密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì),位于多雷區(qū)且多次發(fā)生雷擊跳閘的線路,在常規(guī)防雷措施不佳的情況下應(yīng)安裝線路避雷器。
(編自《電氣技術(shù)》,作者為李遵守、周開(kāi)峰。)