浦仕遵，姜虹云，趙現(xiàn)平

(1.云南電網(wǎng)公司德宏供電局;2.云南電網(wǎng)公司生產(chǎn)技術(shù)部;3.云南電網(wǎng)公司電力研究院)

1 前言

為限制500kV電網(wǎng)中的主要過電壓－－－－合空線過電壓，采用帶合閘電阻的斷路器是較有效的措施之一，規(guī)程規(guī)定對于500kV輸電線路長度超過200km時，為將過電壓限制在2.0p.u以下，可在斷路器上安裝合閘電阻。但是，由于斷路器合閘電阻的內(nèi)部特殊結(jié)構(gòu)以及機構(gòu)復(fù)雜，運行可靠性并不理想。從500kV斷路器合閘電阻運行經(jīng)驗看，運行時間長的合閘電阻操作機構(gòu)有相當(dāng)大的比例存在缺陷和故障，也曾多次發(fā)生過因斷路器合閘電阻內(nèi)部缺陷和斷路器主觸頭不能及時短接合閘電阻造成合閘電阻爆炸的事故。

2 事故分析

2.1 事故情況

在某500 kV線路正常停電操作過程中，線路首端斷路器操作至熱備用后，線路末端在按調(diào)度令切除該空載線路時，首端熱備用的5653斷路器(接線圖見圖1)C相母線側(cè)斷口合閘電阻發(fā)生爆炸，合閘電阻靜觸頭燒斷掉落地上，外瓷套碎片橫飛，造成該斷路器A、B、C三相部分瓷瓶不同程度受損。

圖1 電網(wǎng)接線圖

2.2 故障原因分析

2.2.1 過電壓沖擊

1)操作過電壓:過電壓理論計算和現(xiàn)場過電壓測試結(jié)果都表明，切除空線路時產(chǎn)生的操作過電壓沒有超出設(shè)備的絕緣耐受水平。

2)雷電過電壓:根據(jù)現(xiàn)場天氣記錄，5653斷路器故障時刻，天氣晴好，從雷電定位系統(tǒng)上也未查到線路沿線有雷電信息，可排除故障是由雷擊過電壓引起。

3)參數(shù)諧振過電壓:在線路參數(shù)發(fā)生改變后，有可能形成參數(shù)諧振過電壓。從該線路開斷后的錄波圖和仿真計算表明，并沒有出現(xiàn)這種情況。

2.2.2 斷路器外部污閃

在潮濕條件下，斷路器瓷套表面附著的污穢物將使其絕緣水平降低，從而存在導(dǎo)致瓷套外表面閃絡(luò)的可能性。但由故障錄波圖可知，在故障時刻該斷路器斷口所承受的電壓值沒有超過設(shè)計值和斷路器的絕緣水平，因此排除斷路器由于外部污閃直接導(dǎo)致故障的可能性。

2.2.3 斷路器開斷故障

當(dāng)斷路器非同期開斷時，有可能會出現(xiàn)高的過電壓。從實際三相開斷錄波圖上分析，試驗結(jié)果符合技術(shù)規(guī)范要求。該假設(shè)也不成立。

2.2.4 斷路器合閘電阻內(nèi)部缺陷

1)合閘電阻設(shè)計缺陷:同相斷路器的兩只合閘電阻，其工作狀態(tài)是完全一致的，如果是合閘電阻通流容量和電場設(shè)計缺陷，不會只有一側(cè)發(fā)生爆炸而另一側(cè)完好;根據(jù)同類型的合閘電阻歷史運行情況，沒有記錄顯示該類型合閘電阻結(jié)構(gòu)設(shè)計或者絕緣設(shè)計上存在明顯缺陷。

2)合閘電阻裝配過程中存在缺陷:合閘電阻安裝過程中如果出現(xiàn)間隙距離不夠、內(nèi)部有導(dǎo)電異物或電阻片破損的情況，將影響其內(nèi)絕緣性能和通流性能。解體檢查非故障側(cè)合閘電阻表明:動、靜觸頭間隙符合技術(shù)規(guī)范要求，內(nèi)部也沒有發(fā)現(xiàn)有導(dǎo)電異物。

3)合閘電阻在運輸途中損壞:斷路器解體過程中發(fā)現(xiàn)，故障側(cè)和未發(fā)生故障側(cè)的合閘電阻內(nèi)部均有電阻片損壞，并且開裂移位，電阻片破損并向不同方向凸出，具有運輸過程中異常顛簸損壞的特征。由于合閘電阻為動靜兩端結(jié)構(gòu)，動端有24片電阻閥片，靜端41片電阻閥片，靜端靠近外側(cè)，且采用“懸梁臂”式結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，極易由于運輸途中控制不當(dāng)?shù)犬惓Ｇ闆r產(chǎn)生的垂直沖擊力造成受損。這與解體檢查中發(fā)現(xiàn)靜端基座處電阻片損壞情況更為嚴重的現(xiàn)象是一致的。

4)合閘電阻動靜觸頭結(jié)構(gòu)不對中:在本次檢查中，損壞的合閘電阻側(cè)，其動、靜觸頭存在輕微程度的不對中情況，雖就相關(guān)痕跡而言，應(yīng)不足以直接導(dǎo)致合閘電阻和絕緣管受損，但是在電阻片已損壞前提下，動、靜觸頭的受力不對中引起操作時的輕微撞擊將加劇已開裂的電阻片的脫落，最終造成損壞的電阻片掉落到瓷套內(nèi)，從而導(dǎo)致故障。

圖2 斷路器合閘電阻內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

綜上分析，斷路器合閘電阻爆炸原因為:合閘電阻在運輸沖擊或動靜觸頭不對中產(chǎn)生撞擊等相關(guān)力的作用下，合閘電阻片受損;破損的電阻碎片掉落到合閘電阻絕緣瓷套底部，并在操作震動和電場力的作用下逐漸向合閘電阻絕緣瓷套中部移位，造成動靜觸頭間隙附近有電阻碎片存在，電場畸變，絕緣降低，無法承受正常運行電壓而擊穿。

3 開蓋檢查的必要性

3.1 該型合閘電阻結(jié)構(gòu)分析

該型斷路器所采用的合閘電阻，其結(jié)構(gòu)設(shè)計為“懸梁臂”結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得合閘電阻對運輸條件要求較高，裝配過程中工藝控制不嚴，或者因為重力作用使得支撐絕緣管產(chǎn)生輕微變形，產(chǎn)生對中不良情況，也有可能造成電阻片受損或脫落。該合閘電阻結(jié)構(gòu)的特殊性使得類似隱患具有一定普遍性，應(yīng)提早發(fā)現(xiàn)并處理，否則極易導(dǎo)致故障發(fā)生。

3.2 常規(guī)試驗手段的局限

在斷路器合閘電阻安裝完成后，主要進行電阻值及投入時間的檢測。但針對上述隱患，僅僅依靠電阻值檢測，其靈敏性是不足的。

這是因為，該型斷路器所采用的合閘電阻，其結(jié)構(gòu)設(shè)計為“懸梁臂”結(jié)構(gòu)，單片電阻值為3.3Ω±10%，總電阻值約為220Ω左右，合閘電阻檢測值不應(yīng)超過出廠值的±5%，也即±11Ω左右。但當(dāng)合閘電阻整串中有一片或幾片電阻片存在破損而又為完全斷裂、脫落時，其電阻值變化是極其微小的，常規(guī)電阻儀是無法有效檢出的。

同樣地，對于對中情況不良的隱患，既有可能造成受損電阻片逐步脫落，也有可能使電阻片受損，是一個動態(tài)過程，更是無法通過現(xiàn)有的檢測項目有效地檢出。

4 結(jié)語

綜上所述，由于該型合閘電阻結(jié)構(gòu)的特殊性，在外部條件影響下，產(chǎn)生電阻片受損的可能性較高，而又無法通過常規(guī)的檢測手段有效檢出，因此，比較有效的手段就是對合閘電阻的開蓋檢查避免類似故障的發(fā)生。建議在運輸過程中應(yīng)加裝加速度沖撞記錄儀，同時，謹慎選用帶合閘電阻斷路器。對在運的設(shè)備，應(yīng)定期開展校核工作，如果因系統(tǒng)運行方式變化，不帶合閘電阻，其操作過電壓水平也能滿足規(guī)程要求的，應(yīng)考慮及時拆除合閘電阻。

［1］余長江，王吉先編.射線探傷檢測裝置.北京:機械工業(yè)出版社，2011

［2］中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合(DL T620－1997)中華人民共和國電力工業(yè)部發(fā)布，1997GB311.2－2002高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合使用導(dǎo)則和雷電過電壓確定的(單回線路中相除外)

［3］谷定燮等.取消500 kV斷路器合閘電阻有關(guān)緣配合研究。