一起过电压保护器损坏的原因分析
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摘要：由于真空断路器的灭弧能力极强，在10KV供电系统中真空开关已大量使用，但开断时会引起特殊的操作过电压，造成绝缘损坏或击穿，现在安装的真空断路器多配用三相组合式过电压保护器，保护系统内部操作过电压（主要是真空开关强制截流过电压，也包扩多次重燃过电压和三相开断不同步产生的过电压）对电气设备的侵害。
关键词：真空断路器 过电压保护器
××水泥厂10kV配电室高压室内过电压保护器经常发生损坏，甚至爆炸，严重影响正常生产，运行维护人员没有发现运行中有何操作不妥之处，邀请电力公司技术人员进行试验分析。
1、发现了如下问题：
（1）××水泥厂有两个10kV配电室，其中1#配电室基本未发生过电压保护器损坏事故，2#配电室过电压保护器时有损坏。试验人员对1#配电室、2#配电室过电压保护器进行了比较，发现：1）1#、2#配电室的过电压保护器生产厂家不一致，型号分别为：1#配电室HY5CZ1-12.7/41*29/1N；2#配电室RSA8-12.7/41×29。2）对过电压保护器进行直流泄漏试验，在过电压保护器的相相、相地之间施加直流额定电压，待电压稳定后，读出额定电压Ue下的电导电流不大于说明书中规定值。注（电机为30μA变压器为 10μA）。3）对过电压保护器进行交流试验，在过电压保护器的相相、相地之间施加工频放电试验，测试时，从零均匀开压，观察电流表的变化，当电流突变时，表明保护器动作放电，此时电压为工频放电电压值，放电后，应在0.2s内切断工频电源。每次测试间隔不小于15S，测量3次，求平均值，测试值不应小于参数值的85%。注（出厂标准为26KV，放电值不应超出出厂试验值的±10%）。
测试数据如下：
通过测试数据可以看出来2#配电室过电压保护器泄漏电流较大，并发现有两组过电压保护器已经击穿，测试数据都在临界质内，可能存在制造（工艺及产品）质量的问题，但因交流耐压均达到规定值，所以不足以导致过电压保护器频繁损坏。
（2）针对两个10KV配电室真空断路器进行预防性试验，1#配电室内的十一个真空断路器绝缘电阻测试、开关特性试验、回路电阻与交流耐压试验结果均符合《电力设备预防性试验规程》要求。注（交流耐压值为42KV，导电回路电阻出厂标准为45μΩ，运行中不大于1.2倍出厂值。）
2#配电室内的十一个真空断路器中有九个符合《电力设备预防性试验规程》，其中有两个开关柜内真空断路器的A相回路电阻较B、C两相有显著变化，其值分别为A、256μΩ B、23μΩC、24μΩ ，（A、310μΩ B、30μΩC、28μΩ），对两路真空开关又做了合闸对地及断口之间的绝缘及交流耐压试验，合闸对地及断口之间测试绝缘电阻及真空断路器合闸对地交流耐压试验均符合《电力设备预防性试验规程》要求。真空断路器断口进行交流耐压试验时，B、C相断口之间交流耐压均能达到42KV耐压值，当A相断流耐压值升至3KV时，试验电流增大并超出5A，真空断路器断口之间发生绝缘击穿放电，根据耐压试验情况判断此两路真空断路器C相真空包漏气，由于在断开时触头有一定的间隙，用绝缘兆欧表测试绝缘电阻，存在试验电压较低，有一定的绝缘电阻值，不能及时发现问题，而在交流耐压试验时，就很快发现了问题所在。
2.1 真空断路器真空度降低原因分析
真空断路器真空度降低，在真空开关发生的缺陷和事故中，真空度降低问题较突出，后果也较为严重，真空断路器在运行一段时间后，会发生不同程度的真空度降低现象，真空度降低原因归纳如下。
（1）真空泡的材质或制作工艺存在问题，真空泡本身存在微小漏点。
（2）真空泡内波纹管的材质或制作工艺存在问题，多次操作后出现漏点。
（3）开关组装时真空泡安装位置出现偏差造成波纹管过早受力老化。
（4）分体式真空断路器，如使用电磁式操作机构的真空断路器，在操作时，由于操作连杆的距离比较大，直接影响开关的同期、弹跳、超行程等特性，使真空度降低的速度加快。
（5）在开关运行过程中，由于外力造成灭弧室损坏，从而引起真空开关真空度降低。
该厂选用的真空断路器为本体与操作机构一体的真空断路器，开关柜为金属铠装式开关柜，由于该厂工作性质，真空开关操作频繁，真空开关在制作过程中工艺存在问题，导致真空开关真空度降低，因开关只有一相损坏，其它两相完好，当真空断路器断开时，真空断路器断开两相电源，另一项电源由于真空断路器断口绝缘降低，供电设备仍然有一相电源潜供，使得操作过程中发生了比较严重的操作过电压并引起多次重燃过电压，造成了真空断路器触头烧毁，接触电阻相应变大并直接影响到开关机械特性的参数。
2.2 过电压保护器损坏原因分析
三相组合式过电压保护器可有效限制大气过电压及各种真空断路器引起的操作过电压，对相间和相对地的过电压均能起到可靠的限制作用，广泛应用于电气设备过电压保护。
该厂使用的过电压保护器为三间隙星形接法组合式过电压保护器，该过电压保护器由三个间隙和四个单元组成，Zn/bn ok，k（A相地保护采用单间隙，相相过电压由两个间隙来承担，其核心工作原理是采用放电间隙给氧化锌阀片分压的方式，降低操作过电压对氧化锌阀片的冲击，有效控制操作过电压，实现对电气设备过电压的保护作用。
经过两种现象的分析，得出如下结论：
由于两个开关柜内断路器在断开时C相未能有效熄灭电弧，形成操作过电压，加之2#高压室内过电压保护器质量有一定缺陷，所以造成了过电压保护器频繁损坏。更换真空断路器后几年来，未发生过类似事故。
综上所述，在检修试验过程中，不能有麻痹思想，对真空断路器在预试过程中一定要做交流耐压试验，有条件的要进行真空度测试，与出厂值及历史值做比较，发现问题及时处理，并选用质量好的过电压保护器，从而有效避免类似事故的发生，提高供电可靠率。
参考文献
[1]电力设备预防性试验规程[M].中国电力工业部，1997-01-01.
[2]陈化刚.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].中国水利水电出版社，2009-07.
[3]李建明，朱康.高压电气设备试验方法[M].中国电力出版社，2000-02.