Abstract：Due to frequent switching and prone，10kV capacitor bank is Prone to accidents. In order to understand the real reason of 10kV # 2 capacitor bank of the 110kV Qiao tou substation, the in-depth analysis were carried out and a comprehensive analysis of the results was formed from the device itself, harmonics, protection action, relay setting, etc.In this article ,the consequences were pointed out for switching capacitor with fault unit . To prevent similar incidents in the future, this article gives detailed practical guidance and theoretical basis.
关键词： 站用变；接地变；击穿；
Keyword：Switching capacitor with fault unit ；capacitor bank；collective explosion；
1 缺陷情况
2013年05月31日，110kV某站10kV #3站用变兼接地变保护动作，跳开534开关，导致380V 2M母线失压，检修人员和试验人员对站变兼接地变消弧系统一次设备进行外观检查和试验后发现#3站变兼接地变本体、接地刀闸、PT、消弧线圈均无异常情况，而中性点避雷器本体绝缘为0，避雷器已击穿。
2 设备情况.png)
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有限公司
该被雷器为复合外套氧化锌避雷器，它是由高性能的氧化锌电阻片，内部采用特殊结构，用先进工艺方法装配而成。
#3站用变兼接地变结构如图1所示，该变压器变高和变低侧均为星型接线，10kV侧中性点经消弧线圈接地。
3 原因分析
对避雷器的外观进行详细检查，没有发现发电痕迹，没有出现裂纹，表面完好，避雷器外观如下图：
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对氧化锌避雷器进行解剖分析（如下图）：
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进一步取出氧化锌避雷器内部结构如下图：
由上面两图我们可以明显的看出，该避雷器内部已经完全被击穿毁坏，电阻片也被击穿。而且现场拆的时候能闻到一股令人恶心的气味，此气味正是由于内部氧化锌高电压击穿后产生的。
导致氧化锌避雷器击穿的原因有以下几个：
1、氧化锌避雷器密封不良。避雷器密封不良主要产生于产品的生产过程中。如避雷器阀片烘干不彻底，含水分。或者装配时，避雷器的密封垫圈安放位置不当甚至没有安装。有些厂家使用的材料不合格，如使用的瓷瓶质量差，带有看不见的小孔也会造成水分渗入，使其内部受潮。
2、内部阀片老化。阀片老化一般产生于运行过程中。由于避雷器阀片的均一性差，其老化程度不尽相同，就会使得阀片电位分布不均匀。运行一段时间后，部分阀片首先劣化，造成避雷器泄漏电流和功率损耗增加。由于电网电压不变，避雷器内其余正常阀片负担加重，导致其老化速度加快。这样就形成了一个恶性循环，最终导致该避雷器发生内部击穿发生单相接地。
3、避雷器持续运行电压偏低。根据后台#2消弧装置信号得知，在2013年4月6日开始，就已出现过该消弧系统位移电压过低（当中性点PT一次电压小于6V时，后台信号才会发出提醒），导致中性点电压偏低的原因主要有：中性点PT和避雷器的绝缘强度不够以及负载电压偏低，在缺陷情况简述中已经知道，除避雷器外其他设备都正常，避雷器绝缘强度不够导致#3站变兼接地变中性点电压偏低，避雷器持续运行电压不能太低，运行电压太低不能满足在GB11032-89规定的热稳定要求，这样使得避雷器运行过程中，特别是系统发生单相接地时，大大加重避雷器负荷，造成阀片快速老化，阀片的快速老化会导致避雷器内部击穿。
4、出现系统过电压。避雷器本身结构正常，但是由于系统出现很高的过电压导致避雷器击穿。
4 综合原因分析
查看当时继保动作信息如下：
2013年5月30日01:18:57:498 该站#3站变兼接地变534开关定时限过流保护动作跳闸（C相动作电流1.49A，定时限过流定值1.1A、时间0.5s，开关CT变比200/1）；
2013年5月30日01:18:57:550 534开关在分闸位置；
2013年5月30日01:18:57:558 该站#3站变兼接地变534开关定时限过流保护返回。
由继保定值可以看出，当时系统出现了过电流，系统发生了故障，根据现场运行人员了解到，在534开关跳闸之前，配网线路F21馈线已发生单相接地故障，线路接地产生较大的故障电流（一次故障电流为370A），由于避雷器当时已经存在缺陷，使得消弧线圈补偿F21馈线单相接地的电容电流能力减弱，这样，534开关过流保护动作跳闸，从而引发#3站变兼接地变和380V 2M母线失压。综合上述原因分析得出：避雷器本身存在绝缘强度下降缺陷，造成#3站变兼接地变中性点电压偏低，持续运行电压偏低，满足不累避雷器的热稳定要求，加速了避雷器阀组的老化，形成恶性循环，这样当F21馈线发生单相接地故障时，产生的故障电流从而将避雷器击穿。因此避雷器绝缘强度下降是造成这起事件的主要原因。
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后台信号提示消弧系统位移电压过低
5 防范措施
为确保避雷器以及消弧系统的安全稳定运行以及避免类似故障，建议采取以下防范措施：
1、变电运行人员加强设备巡视， 发现后台动作信号异常要及时上报，必要时进行停电试验检查。
2、为了防范避雷器密封不良，在使用避雷器前，应进行严格的密封性测试。另外，在避雷器运行维护过程中，特别是在雷雨后，要加强对避雷器的巡视以便及时发现异常情况。在对避雷器进行定期预防性试验时，试验人员要认真仔细分析试验数据。因为避雷器受潮时，可能外观上看不出任何问题，但是只有通过试验数据才能发现内部的缺陷。
3、在巡视时，不仅要查看避雷器的外观是否有破损闪络等现象，还要抄取避雷器的泄漏电流值并将其与初始值进行对比，如果数值偏大应及时上报缺陷，并给予处理。
4、针对避雷器阀片老化问题，除了要求厂家改进生产工艺，提高阀片的均一性外，还要在设计选型时选择具有足够的额定电压和持续运行电压的避雷器。
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郭锦洪:1989—，男，本科，工程师,从事电气设备运行维护工作。
职创项目：移动冷却风扇的研发；项目编号：031900KK52190030；
论文作者:郭锦洪
论文发表刊物:《中国电业》2019年第20期
论文发表时间:2020/4/7
标签：避雷器论文; 电压论文; 电容器论文; 氧化锌论文; 电流论文; 单相论文; 偏低论文; 《中国电业》2019年第20期论文;