220kv线路雷击故障导致母线失压事故研究

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1、220kV线路雷击故障导致母线失压事故研究摘要：文章分析了一起由线路遭受雷击引发变电站内母线失压的事故，结合故障线路开关气体成分分析、本体检查及试验、故障录波图分析及雷电定位等数据，分析了母线失压的原因及影响因素，并给出了事故发生后的处理方法及反事故措施的建议。关键词：雷击；线路故障；母线失压；避雷器中图分类号：TM862文献标识码：A文章编号：1009-2374(2013)23-0044-031事故前运行方式及概况220kV某变电站220kVlM、2M并列运行，福澎甲线4730开关故障间隔挂1M在热备用，福澎乙线4731挂2M热备用。某日16时26分07秒,220kVlM母差保护动作，

2、跳开220kVlM所挂所有开关。事故发生时，该站所处地理位置为雷雨天气,现场检查发现220kV福澎甲线4730开关A相瓷瓶有击穿及明显放电痕迹，B相有轻微放电痕迹。2事故后气体成分分析事故后，对福澎甲线4730开关进行了气体成分分析，结果如表1所示。通过气体成分分析，福澎甲线4730开关三相均未见气体成分异常。3现场检查及试验为进一步分析事故发生原因，对福澎甲线4730开关进行现场本体检查及相关试验。3.1福澎甲线4730开关A相检查通过对福澎甲线4730开关A相进行检查，具体见图1所示。从图1中可以看出，A相上端和下端接线板位置均有明显的放电痕迹，瓷套表面损伤严重，瓷套上端存在较为明显

3、的缺损。3.2福澎甲线4730开关B相检查通过对福澎甲线4730开关B相进行检查，发现其上端接线板位置有明显的放电痕迹，如图2所示，瓷套表面有零星的烧蚀痕迹。3.3福澎甲线4730开关C相检查福澎甲线4730开关C相外观结构完好，无明显放电痕迹。3.4导电回路电阻测量对福澎甲线4730开关进行了断路器导电回路电阻测量,结果如表2所示：经查阅厂家资料，4730开关厂家规定值为30±4uQ,可以判定开关导电回路电阻合格。3.5断路器断口绝缘电阻测量对福澎甲线4730开关进行了断路器断口绝缘电阻测量,结果如表3所不：合格。3.6断路器合闸绝缘电阻测量对福澎甲线4730开关进行了断路器合闸绝缘电

4、阻测量,结果如表4所示：3.7耐压试验考虑到断路器外绝缘已明显损坏，整体需进行更换处理，故未进行耐压试验。4故障录波图由故障录波图可见，当日16时26分07秒，福澎甲线4730开关发生了对地短路，导致1M失压。通过故障录波图的分析，在220kV福澎甲线线路A相发生故障时，线路两侧保护动作跳闸，保护动作正确。在该站侧福澎甲线A相开关外绝缘击穿后，由于A相开关没有接地故障，所以对该站母差保护来说，故障在区外，故不动作，失灵保护启动。在失灵保护启动延时过程中，A相电弧引起对B相放电，形成AB短路故障，该故障点处在开关与CT之间，属于母差保护范围内，故母差保护动作，跳开220RV1M上所有开关，

5、同时远跳对侧开关。经分析可知保护动作行为正确，动作时序见图3,故障发生示意图见图4。5雷电定位根据运行记录，当日16时该站所处地理位置为雷雨天气，核查雷电定位系统与录波图，并安排巡视人员进行了杆塔巡视。巡视发现在220kV福澎甲线N60塔A相合成绝缘子下均压环有击穿现象。查线人员于当日21时30分开始对N59-N63塔登塔检查，发现220kV福澎甲线N60塔A相绝缘子、均压环有明显放电烧灼痕迹。220kV福澎甲线N60直线塔距离该站7.7kmoN60塔型(SZ631-21/24),防雷保护角：6.1°,接地电阻型号：T25,设计电阻值：25Q,实测值：19防雷保护角过大，导致避雷线对A、

6、B相保护较弱。220kV福澎甲线N60直线塔如图5所示，雷击痕迹见图6所示。6故障原因分析6.1线路出线侧未装设避雷器福澎甲线4730开关间隔未安装线路侧避雷器是导致故障的主要原因。根据南方电网公司反措要求：热备用状态的线路侧需装设避雷器。因该线路在2011年时正常状态由运行转为线路充电热备用状态，站内线路侧及线路终端塔均未及时安装避雷器，仅在福澎甲乙线的N76、N77杆塔(距离东澎变电站1.1km)装设了线路避雷器。线路处于热备用的运行方式导致在线路落雷后，雷电流直接传导进入变电站，在故障线路福澎甲线4730开关断口位置形成电流全反射，瓷瓶外绝缘在雷电过电压的冲击下，A、B相之间发生闪

7、络放电，母线母差保护动作跳闸。6.2雷电波入侵事故发生时，该站所处地理位置为雷雨天气，雷电波入侵是导致故障的直接原因。线路落雷后，雷电波经线路传入变电站，产生过电压，直接导致了故障发生。6.3雨滴导致绝缘性能下降雨滴是导致故障发生的间接原因。雷电波入侵后，导致断路器动静触头间和上下接线板间的电压差增大。雨滴使得断路器上下接线板之间的绝缘性能下降，在高电压的作用下，形成放电。从B相瓷瓶表面存在零星烧伤痕迹可以证明雨滴是导致放电的间接原