相間過壓保護(hù)器故障分析與防范

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-981編號：_相間過壓保護(hù)器故障分析與防范審核：_時間：_單位：_相間過壓保護(hù)器故障分析與防范用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項目而進(jìn)行的活動或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運(yùn)行中起到指導(dǎo)作用，包括確定問題目標(biāo)和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計劃和可行性分析、實(shí)施和跟進(jìn)。可通過修改使用，也可以直接沿用本模板進(jìn)行快速編輯。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，P1，P2，P33個保護(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)

2、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，放電間隙組件自動恢復(fù)。1.2相對地過壓保護(hù)原理當(dāng)A，B，C三相中，任意一相與地發(fā)生過電壓時，P1，P2，P33個保護(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

3、，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，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

4、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)熱大于散熱時就會發(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)計原理分析設(shè)計不合理，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，相對地的保護(hù)將降至原參數(shù)的50%；在P1，P2，P3之一發(fā)生故障時，相間保護(hù)

5、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：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；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，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

6、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)動作于發(fā)信號。對于真空接觸器和熔斷器組合回路，當(dāng)MOP-6D擊穿時，熔斷器熔絲熔斷，故障切除；而對于真空斷路器回路，當(dāng)MOP-6D擊穿時，由于保護(hù)發(fā)信號，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。4防范措施對已安裝的MOP-6D過壓保護(hù)器全部進(jìn)行更換，并在選型、安裝及運(yùn)行時采取如下措施。4.1對保護(hù)性能的要求電阻片應(yīng)具有良好的非線性伏安特性，陡波影響良好，通流能力強(qiáng)，使得陡波沖擊殘壓、雷電沖擊殘壓、操

7、作沖擊殘壓的保護(hù)裕度接近一致，在保持工頻放電穩(wěn)定性的同時降低沖擊系數(shù)。4.2對脫扣器的要求選擇的脫扣器應(yīng)具有準(zhǔn)確、安全、可靠的特點(diǎn)，在避雷器出現(xiàn)異常時能安全釋放內(nèi)部過高的壓力，不至造成損壞進(jìn)一步擴(kuò)大。4.3參數(shù)的選擇條件允許時參數(shù)的選擇應(yīng)趨于保守。4.4對電阻片通流容量在出廠試驗(yàn)時的要求氧化鋅電阻片不僅在各種動作負(fù)載下能承受住放電能量，而且還必須在放電后，電阻片處于高溫狀態(tài)下，即使有運(yùn)行電壓作用、泄漏電流有所增加，也不會在持續(xù)電壓下發(fā)生熱崩潰。對電阻片放電容量水平的評價指標(biāo)必須符合以下3條規(guī)定：(1)在雷電過電壓或操作過電壓作用下不至形成破壞的放電能量限度；(2)反復(fù)動作負(fù)載試驗(yàn)過程中，參考電

8、壓等有關(guān)特性的變化在允許范圍內(nèi)；(3)動作負(fù)載試驗(yàn)后，溫度升高，在持續(xù)運(yùn)行電壓作用下，經(jīng)過規(guī)定時間，泄漏電流不應(yīng)有實(shí)質(zhì)性變化，不發(fā)生熱崩潰。4.5防潮的要求要求密封性能好，嚴(yán)防保護(hù)器內(nèi)部受潮。4.6絕緣材料的要求要求耐壓水平高，耐臟污。4.7荷電率選取的要求荷電率的選取直接影響保護(hù)器的使用壽命和可靠性。荷電率偏高時，可提高保護(hù)器的保護(hù)性能，但會加速老化；荷電率偏低時，保護(hù)器的保護(hù)性能降低，但會減緩老化，可提高其對暫態(tài)過電壓的耐受能力。在國外，荷電率一般取為70%80%。4.8在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中的使用問題在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中應(yīng)考慮合理選用保護(hù)器，以保證其保護(hù)效果和可靠性。這是由于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)一般無故障自動切除裝置，其單相接地允許運(yùn)行時間可達(dá)2h或更長，其健全相電壓可升高至最高線電壓。另外，還應(yīng)考慮切空線過電壓、切空載變壓器過電壓、弧光短路接地過電壓等方面對保護(hù)的要求，選擇時應(yīng)按GB11302的規(guī)定執(zhí)行。4.9與繼電保護(hù)的配合過電壓保護(hù)應(yīng)與系統(tǒng)繼電保護(hù)相配合，以達(dá)到理想的保護(hù)效果。4.10試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按福