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、實施和跟進(jìn)?？赏ㄟ^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運行切換產(chǎn)生過電壓分析由于輔機較為頻繁的定期切換運行方式，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，但它的弱點是不利于散熱，在電阻片存在質(zhì)量問題時，此弱點愈顯明顯。3.5從交接試驗數(shù)據(jù)分析在交接試驗中發(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，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，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)載試驗后，溫度升高，在持續(xù)運行電壓作用下，經(jīng)過規(guī)定時間，泄漏電流不應(yīng)有實質(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在中性點非有效接地系統(tǒng)中的使用問題在中性點非有效接地系統(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試驗標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按福