配电所10kV避雷器爆炸事故

　　上海共和新路商场高层建筑内的10kV 配电所为r达到无油、防燃、防爆的目的，采用JYN 车式开关箱，装浙江开关厂ZN一10／1250—31．5真空开关，北京无线电六厂Y2．5W12．7／31型电机用氧化锌避雷器．作为内过电压保护。

　　1994年3月商场配电所一号变压器车式开关柜内B相氧化锌避雷器爆炸，引起高压柜内三相电弧短路，10kV高压进线熔丝熔断，事故后检查该高压柜内c相避雷器瓷套也碎裂。在拆除损坏避雷器，高压设备做耐压试验后，投入二号变压器运行。同年4月份商场配电所总开关柜内B相氧化锌避雷器又爆炸，高压柜内电弧短路，真空开关不动作，又引起10kV高压进线熔丝熔断 两次氧化锌避雷器爆炸，两次高压真空开关拒动，引起商场阿次高压停电，属额发性事故，需要作技术研究分析。

　　1 氧化锌避雷器的选用与安全运行

　　七十年代初期，出现了无间隙氧化锌(ZnO)避雷器，其阀片 氧化锌为主要原料，附以少量精选的金属氧化物，在高温下烧结而成，与有间隙FS型碳化硅(sic)避雷器比较，氧化锌阀片具有很理想的非线性特性。

　　1．1 氧化锌避雷器额定电压的选择

　　氧化锌避雷器的额定电压为该避雷器能完成各项动作负载试验的电压，也即该避雷器两端允许承受的最大工频电压。

　　10kV不接地系统，单相接地后，健全相上引起的电压升高，由接地系数n和工频电压升高系数B决定，一般按下式考虑：

　　KU —a •β•Um ／ 3=K Um

　　式中Uk —— 避雷器的额定电压；

　　α— — 接地系数．接地系统取1．25．不接地系统取 3；

　　β—— 考虑甩负荷、工频电压升高裕度．

　　一般取1．0或1．15；

　　Lm —— 系统最大运行线电压。

　　10kV 不接地系统最大运 线电压为11．5kV，取p— 1．0．则避雷器额定电压为12．7kV，取p= 1 15，则避雷器额定电压为l 3．2kV。目前我国l0kV 为不接地系统， ‘般要求在单相接地后能运行2小时，以便找寻接地故障点，避雷器有町能承受最高线电压运行2小时以上。国标GB11032—88{交流无间隙金属氧化物避雷器》要求10kV 避雷器的U =12．7kV，没有别的电压等级。国外产晶10kV电压等级的避雷器，则有较多的选择电压。

　　1．2 避雷器伏安特性参考电压的选择

　　参考电压分工额参考电压和直流参考电压。工频参考电压是指流过避雷器电流的阻性分量达到制造厂规定值时避雷器阿端的工频电压 通常j二频参考电流是由制造厂根据避雷器阀片截面大小．并联组数等确定 参考电流应人到足够消除由于均压和杂散电容对测量参考电压的影响，同时又是避雷器伏安特性的拐点。见图l。

　　我国早期的无问隙氧化锌避雷器选用lmA阻性电流为工额参考电流。在10kV不接地系统中，由于弧光接地、断线、铁磁谐振会产生1．5～2．5倍过电压，个别情况达3．5倍以上，持续时间有时超过2小时。因此．要求避雷器在这种过电压下不损坏，需要有较高的参考电压。国标GBl1032没有给出交流参考电压。直流参考电压要求lmA直流电压为25kV(配电型)、24kV(电站型)、23kV(电容器型)18．9kV(电机型)。要求在2．6倍过电j 下，避雷器仍然T：作在小电流区域，不会造成击穿。

图1 1 0kV无间隙氧化锌避雷器伏安特性

　　前一时期国内各厂家的直流lmA 电压都在1 9～2]kV，即直流参考电压在2．0～2．2倍过电压，因此氧化锌避雷器事故率比较高。

　　1．3 现行规定氧化锌避雷器的额定电压与直流参考电压

　　电力部1993年1 2月曾发出通报，要求将配电系统无间隙氧化锌避雷器额定电压和持续运行电压提高。E要是将直流lmA参考电压提高，10kV 系统lmA 电压规定为不小于25kV，即单相接地时，健全相避雷器阀片荷电率从90 降低至65原规定避雷器额定电压为1 2．7kV．故直流lmA 电压取 2 X12．7=18kV。当系统单相接地时，健全相电压升高至线电压11．5kv，此时氧化锌避雷器阀片荷电率达11．5×2／18=90 。而新规定直流lmA 电压取不小于25kV， 系统单相接地时．健全相电压升高至线电压l1．5kV．此时氧化锌避需器阀片荷电率为11．5× 2／z5=65 ．减小甚多。日前，国内产品按电力部要求选取技术参数，产品承受过电压能力达2．26～2．4倍最大相电压幅值，氧化锌避雷器爆炸事故将大幅度下降。

　　2 事故防止对策

　　2．1 商场配电所3台真空开关的9只氧化锌避雷器，原选用北京无线电六厂Y25W一12．7／31型，直流参考电压仅18．9kV，适用于高压电动机的内过电压保护。事故后换用I二海电瓷厂Y5W一1 2．7／50金属氧化锌避雷器 直流参考电为28kV，运行一 年情况良好。

　　2．2 原来9只氧化锌避雷器装在车式真空开关的下面，绝缘间隙与散热通风都欠良好．加以车式开关下面电缆沟中积水，环境恶劣 经研究移装到千式变压器的变压进线侧．明硅的改善r氧化锌避雷器的散热通风条件。总开关3只避雷器无必要，已拆除。

　　2．3 商场配电所内的真空开关，干式630kVA变压器，低压开关屏与低压电容器屏在运行中发散热量，使配电所内夏秋季节温度在45℃ 以上，加以地缆沟中积水，造成配电所内绝缘与散热环境甚为恶劣。为此加装防台防汛水泵，配电所加装2处机械热偶自动排风装置，要求室温经常保持在40℃ 以下，以确保安全运行。