1保護(hù)器的保護(hù)原理
1.1相間過壓保護(hù)原理
當(dāng)A,B,C三相中,任意兩相發(fā)生過電壓時(shí),P1,P2,P33個(gè)保護(hù)單元中的相應(yīng)兩相則通過各自的間隙組件兩兩并聯(lián)后,再通過P4放電保護(hù),氧化鋅閥片導(dǎo)通限壓。過電壓消失后,因氧化鋅閥片的泄漏電流很小,放電間隙組件自動(dòng)恢復(fù)。
1.2相對(duì)地過壓保護(hù)原理
當(dāng)A,B,C三相中,任意一相與地發(fā)生過電壓時(shí),P1,P2,P33個(gè)保護(hù)單元中的相應(yīng)一相和接地相P4之間通過各自的間隙組件串聯(lián)放電保護(hù)。
2某電廠MOP-6D相間過壓保護(hù)器故障情況
2.1真空接觸器和熔斷器回路故障跳閘
732開關(guān)故障跳閘,檢查發(fā)現(xiàn):接觸器A,B相熔斷器熔絲熔斷,過電壓保護(hù)器A,B相間擊穿。解體后測(cè)A,B兩相電阻片絕緣電阻均為零,A相電阻片瓷面有一擊穿燒熔痕跡,B相放電間隙燒毀。
2.2真空斷路器回路故障跳閘
720開關(guān)故障跳閘,現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn):過電壓保護(hù)器爆炸,斷路器間隔后柜門被氣浪沖開,隔板變形。
當(dāng)天下午,706,708開關(guān)相繼故障跳閘,現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn):過電壓保護(hù)器爆炸,斷路器間隔后柜門被炸出,隔板變形;出線硅橡膠絕緣層燒盡;電纜頭三相絕緣層均燒毀,故障進(jìn)一步擴(kuò)大為6kV母線短路。
3原因分析
3.1氧化鋅電阻片質(zhì)量分析
(1)氧化鋅電阻片在正常情況下承受運(yùn)行電
壓,其流過的阻性電流分量是很小的。阻性電流分量的大小決定于電阻片的伏安特性,電阻片的伏安特性因配方和制造工藝而異,隨著運(yùn)行時(shí)間增大,其阻性電流也逐漸增大,引起電阻片特性的劣化。
(2)電阻片的阻值與溫度有關(guān),電阻片溫度升高時(shí),泄漏電流增大,導(dǎo)致劣化加劇,而劣化又影響熱穩(wěn)定性。
(3)在上述因素的疊加作用下,再加上這批過壓保護(hù)器電阻片的質(zhì)量有問題,伏安特性達(dá)不到保護(hù)的要求,則在發(fā)熱大于散熱時(shí)就會(huì)發(fā)生熱擊穿,使電阻片損壞。
3.2運(yùn)行切換產(chǎn)生過電壓分析
由于輔機(jī)較為頻繁的定期切換運(yùn)行方式,在操作過程中產(chǎn)生的操作過電壓,也會(huì)使電阻片泄漏電流增大,加劇老化。且電阻片具有累積效應(yīng),在電、熱的雙重作用下,可能發(fā)生熱擊穿和電擊穿。
3.3設(shè)計(jì)原理分析
設(shè)計(jì)不合理,制造存在缺陷,內(nèi)部構(gòu)件耐壓、散熱性能不能滿足要求,也是導(dǎo)致故障的原因。采用三相四星接線原理,并且每個(gè)保護(hù)單元電阻片的參數(shù)為原系統(tǒng)普通氧化鋅避雷器參數(shù)的一半,因而P4發(fā)生故障時(shí),相對(duì)地的保護(hù)將降至原參數(shù)的50%;在P1,P2,P3之一發(fā)生故障時(shí),相間保護(hù)也將降至原參數(shù)的50%。另外,采用氧化鋅非線性電阻串聯(lián)放電間隙,雖解決了荷電率的問題,但放電間隙不穩(wěn)定。表現(xiàn)為:①兩組間隙串聯(lián),由于雜散電容的作用,工頻放電具有不可預(yù)見性;②由于氧化鋅電阻片的伏安特性呈非線性,使得間隙具有預(yù)放電現(xiàn)象,低于穩(wěn)定放電值較多,預(yù)放電現(xiàn)象表現(xiàn)不穩(wěn)定。
3.4三相合為一整體的結(jié)構(gòu)分析
MOP-6D型相間過壓保護(hù)器采用高分子聚合物材料為外殼及相間絕緣,一次成型。雖然體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,但它的弱點(diǎn)是不利于散熱,在電阻片存在質(zhì)量問題時(shí),此弱點(diǎn)愈顯明顯。
3.5從交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
在交接試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)17組的試品中有5組的絕緣電阻在工頻放電和交流耐壓試驗(yàn)后下降明顯,將近占總數(shù)的1/3,可以初步判定這批產(chǎn)品的質(zhì)量有問題,這也是造成故障的重要因素。
3.6回路保護(hù)配置分析
該電廠相間過壓保護(hù)器安裝于6kVB段。6kVB段采用高阻接地,保護(hù)動(dòng)作于發(fā)信號(hào)。對(duì)于真空接觸器和熔斷器組合回路,當(dāng)MOP-6D擊穿時(shí),熔斷器熔絲熔斷,故障切除;而對(duì)于真空斷路器回路,當(dāng)MOP-6D擊穿時(shí),由于保護(hù)發(fā)信號(hào),回路故障不能迅速切除,導(dǎo)致電阻片發(fā)生熱崩潰,并產(chǎn)生高能量,導(dǎo)致過電壓保護(hù)器爆炸,造成故障進(jìn)一步擴(kuò)大。