特殊環(huán)境下線(xiàn)路頻繁跳閘故障分析

梁奕文

摘 要：近年來(lái)受環(huán)境及天氣影響，開(kāi)平供電局所管轄沿海線(xiàn)路時(shí)常發(fā)生跳閘現(xiàn)象，為了保障輸電線(xiàn)路的正常運(yùn)行，文章通過(guò)對(duì)110kV氧化鋅避雷器異常情況進(jìn)行試驗(yàn)分析，結(jié)合各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地判斷了故障性質(zhì)及成因。并根據(jù)特殊環(huán)境下帶鹽分海風(fēng)吹集比較嚴(yán)重的問(wèn)題，進(jìn)行鹽、灰密測(cè)試評(píng)級(jí)后，提出了有效防范措施，對(duì)線(xiàn)路安全穩(wěn)定運(yùn)行具有相當(dāng)重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：跳閘故障；氧化鋅避雷器；試驗(yàn)數(shù)據(jù)；鹽、灰密

近年來(lái)，受環(huán)境及天氣影響，開(kāi)平供電局所管轄沿海線(xiàn)路時(shí)常發(fā)生跳閘現(xiàn)象，而接地裝置及線(xiàn)路氧化鋅避雷器具有良好防雷作用。接地裝置是安全導(dǎo)泄強(qiáng)大的雷電流，使雷電流在短時(shí)間內(nèi)迅速通過(guò)接地體流入大地，保證線(xiàn)路設(shè)備不會(huì)因雷電流的沖擊而損壞。氧化鋅避雷器是有良好的非線(xiàn)性伏安特性，使在正常工作電壓時(shí)流過(guò)避雷器的電流極?。ㄎ不蚝涟布?jí)）；當(dāng)遭受雷電作用時(shí)，電阻急劇下降，泄放過(guò)電壓的能量，達(dá)到保護(hù)的效果。兩者都是避免造成線(xiàn)路停電事故。針對(duì)線(xiàn)路頻繁跳閘，特對(duì)兩種裝置進(jìn)行試驗(yàn)分析找出故障原因，并提出有效防范措施，對(duì)線(xiàn)路安全穩(wěn)定運(yùn)行具有相當(dāng)重要的指導(dǎo)意義。

1 基本情況及故障經(jīng)過(guò)

以跳閘最頻繁的110kV川上線(xiàn)為例，110kV川上線(xiàn)是從變電站架空線(xiàn)路到海邊野柑洲終端場(chǎng)再經(jīng)海底電纜到下川黃 洲終端場(chǎng)，然后架空線(xiàn)路到下川變電站，海底電纜長(zhǎng)度為4.7km。黃 洲、野柑洲終端場(chǎng)結(jié)構(gòu)均為A、B、C三相加備用一相，設(shè)備包括電纜終端頭及110kV氧化鋅避雷器。2013年1月13日11時(shí)，110kV川上線(xiàn)開(kāi)關(guān)跳閘，重合不成功，保護(hù)顯示C相故障。經(jīng)輸電人員巡視發(fā)現(xiàn)，黃 洲終端場(chǎng)B相避雷器上端防爆口處和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀有明顯的放電痕跡。拆除B相避雷器后再次強(qiáng)送電兩次，卻勻不成功。再次巡視發(fā)現(xiàn)C相避雷器也出現(xiàn)與B相類(lèi)似情況。

2 故障后試驗(yàn)檢查

故障發(fā)生后，試驗(yàn)人員分兩組分別到黃 洲、野柑洲終端場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量，兩終端場(chǎng)接地裝置的接地電阻均為2.3歐姆左右，而一般接地裝置的接地電阻要求為不大于4歐姆。因此排除接地電阻不合格引起。對(duì)于金屬氧化物避雷器的試驗(yàn)項(xiàng)目，應(yīng)包括下列內(nèi)容：一、測(cè)量金屬氧化物避雷器及基座絕緣電阻應(yīng)符合下列規(guī)定：35kV以上電壓用5000V兆歐表，絕緣電阻不小于2500MΩ，基座絕緣電阻不低于5MΩ；二、測(cè)量金屬氧化物避雷器直流參考電壓和0.75倍直流參考電壓下的泄漏電流應(yīng)符合下列規(guī)定：對(duì)應(yīng)于直流參考電流下的直流參考電壓，應(yīng)不低于《交流無(wú)間隙金屬氧化物避雷器》GB 11032規(guī)定值，并符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定。實(shí)測(cè)值與制造廠(chǎng)規(guī)定值比較，變化不應(yīng)大于±5%，且0.75倍直流參考電壓下的泄漏電流值不應(yīng)大于50μA。結(jié)果是野柑洲終端場(chǎng)A、B、C三相避雷器絕緣電阻和直流泄漏正常。而黃 洲終端場(chǎng)B、C相避雷器及在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀外觀明顯損壞不合格，A相和備用相避雷器絕緣電阻小于20MΩ，1mA直流參考電壓A相為26.5kV，備用相為6.9kV，而本避雷器制造廠(chǎng)1mA直流參考電壓規(guī)定值為不小于158kV，因此不合格。在對(duì)黃 洲終端場(chǎng)海底電纜A、B、C三相絕緣電阻測(cè)量時(shí)，其絕緣電阻只有150MΩ左右，而加屏蔽后絕緣電阻超過(guò)10000MΩ，備用電纜絕緣電阻只有70MΩ問(wèn)題，加屏蔽后測(cè)量無(wú)明顯變化。對(duì)于電纜絕緣電阻，在《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中，對(duì)電力電纜的絕緣電阻采用自行規(guī)定，只作為耐壓試驗(yàn)前后的比較參考。因此只需分析是什么原因?qū)е聜溆秒娎|加屏蔽后絕緣電阻無(wú)明顯變化的問(wèn)題。最后經(jīng)拆除黃 洲終端場(chǎng)3只氧化鋅避雷器后，送電成功。最終確定為避雷器引起線(xiàn)路跳閘。

3 故障原因分析

根據(jù)以上故障性質(zhì)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，對(duì)這起故障的原因需要進(jìn)一步反思，找出事故源頭從以下幾個(gè)方面考慮：

（1）經(jīng)過(guò)了解，黃 洲終端場(chǎng)在2012年11月中旬，B相氧化鋅避雷器紅外測(cè)溫有發(fā)熱現(xiàn)象，帶電測(cè)試阻性電流A、B、C三相變大，不合格。C相在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀動(dòng)作次數(shù)一百多次。最后更換A、B、C三相避雷器投運(yùn)至今。而經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后在試驗(yàn)室對(duì)被更換出來(lái)的一只避雷器進(jìn)行試驗(yàn)，各數(shù)據(jù)又正常。因此可以判斷引起避雷器阻性電流增大的原因不是內(nèi)部介質(zhì)引起的，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)了解，黃 洲終端場(chǎng)位于下川島且是一個(gè)集風(fēng)口，帶鹽分海風(fēng)吹集比較嚴(yán)重，特別長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有下雨，其表面聚集污染物增加，從而在其產(chǎn)生帶電粒子，在電場(chǎng)作用下，帶電粒子運(yùn)動(dòng)速度加快，出現(xiàn)電離，包括光電離、熱電離和表面電離，當(dāng)帶電粒子增加一定程度形成電子崩，在其表面形成游離通道，隨之擊穿。以上分析表明本次故障非避雷器內(nèi)部故障原因引起，而是現(xiàn)場(chǎng)海上污染（鹽密）增大引起。

（2）本次試驗(yàn)過(guò)程中，在對(duì)黃 洲終端場(chǎng)海底電纜A、B、C三相絕緣電阻測(cè)量時(shí)，其絕緣電阻只有150MΩ左右，而加屏蔽后絕緣電阻超過(guò)10000MΩ，由此更能進(jìn)一步證明該位置受污染嚴(yán)重，從而也導(dǎo)致避雷器表面泄漏增大。反之在野柑洲終端場(chǎng)對(duì)避雷器絕緣電阻測(cè)量時(shí)，加屏蔽與不加屏蔽測(cè)量絕緣電阻值變化不大，因野柑洲終端場(chǎng)在內(nèi)陸，說(shuō)明污染相對(duì)較小。

（3）對(duì)于黃 洲終端場(chǎng)備用電纜絕緣電阻只有70MΩ問(wèn)題，加屏蔽后測(cè)量無(wú)明顯變化，是因?yàn)閭溆秒娎|一直沒(méi)有運(yùn)行，長(zhǎng)時(shí)間積累污染物，沒(méi)有受運(yùn)行電壓的作用，在其表面固化，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)沒(méi)有特殊處理干凈，簡(jiǎn)單清擦效果不明顯，所以試驗(yàn)結(jié)果受影響。反而運(yùn)行中三相電纜絕緣電阻加屏蔽效果明顯是因?yàn)殡娎|長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，其表面污漬受運(yùn)行電壓和溫度的作用，間接燃燒和蒸發(fā)部分污染物，所以加屏蔽測(cè)量絕緣電阻效果明顯。

綜合以上所知，這次故障原因是黃 洲終端場(chǎng)的特殊地理位置，導(dǎo)致避雷器表面積污嚴(yán)重，受天氣影響和電壓作用，表面粒子出現(xiàn)電離，慢慢形游離通道隨之擊穿。所以從外觀上能看出避雷器是外部受損，包括在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀受損，反之如果是避雷器內(nèi)部缺陷，如此幾次強(qiáng)送電必然爆炸。

4 故障教訓(xùn)與防范措施

4.1 對(duì)備用電纜進(jìn)行試驗(yàn)檢查可采取以下手段：如果黃 洲終端場(chǎng)污染嚴(yán)重導(dǎo)致，先對(duì)其備用電纜終端頭套管表面進(jìn)行特殊處理，可用丙酮清洗，再用酒精擦干凈，然后進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試，視其效果，如果不明顯，則先對(duì)備用電纜外屏蔽層絕緣試驗(yàn)，可判斷其是否有外力破壞，如果沒(méi)有外力破壞，再先選用直流泄漏試驗(yàn)，但要注意電壓和泄漏電流變化。

4.2 建議對(duì)上、下川和海宴各取絕緣子做鹽、灰密測(cè)試，分析其污染評(píng)級(jí)，另外對(duì)各點(diǎn)地網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量，保證地網(wǎng)電阻合格。

4.3 通過(guò)各點(diǎn)鹽、灰密測(cè)試評(píng)級(jí)后，分別根據(jù)不同等級(jí)采取絕緣防護(hù)補(bǔ)強(qiáng)，在套管瓷裙加傘裙進(jìn)行調(diào)整弧距。

4.4 運(yùn)行中重點(diǎn)巡視、加強(qiáng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)（紅外、全電流），如條件允許，可將備用相空載運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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