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六氟化硫断路器事故分析

编辑:恒电高测 浏览: 添加时间:2013-12-09 16:20

2008-03-07,某ll0kv变电站1台LW35-126 型SF6气断路器在分闸操作约20min后发生爆炸。事故的发生和发展过程比较特殊,值得分析和总结。

1.事故经过

该变电站1lOkV系统接线力式如图1所示,进线断路器112和113与母联145之伺具备自投功能,即112(或113)断路器在线路失电情况下无压掉闸时,145断路器将自动投入,由另一路进站路带2 台主变运行。

(故障点修补失效)两者之间的逻辑关系为“与”关系,说明在工作中对这2个工作环节都要加强把关。对检测、修补外护套故障点的工艺流程要严格控制,对外护套的破损点一定要进行故障点检测,对查出的故障点再修补,然后再进行试验检测,直到试验结果合格,对这个工艺流程一定要实现闭环控制。

基本事件X3, X4, X7, X8, X17, X18, X20 的结才红a要度值相等月最小,说明这些基本事件在系统中所处的地咬妇寸顶上事件的影响最小。其中X3 和X4, X7和X8之间都是“与门”关系,这就要求在施工中必须确保它犷这间的“与门”关系,对顶上事件的贡献要相互牵制,以实现这些基本事件从所处的地位方面对顶上事件的影响最小。

当日112断路器的上级进站线路因吊车碰线掉闸,重合后因故障未消除再次掉闸(随后吊车逃逸,线路故障消除。112断路器因进站线路失电无压掉闸,145断路器自投成叻,113断路器经母联145带 2号主变运行。约20 min后处于分闸状态的112断路器A相瓷套发生爆炸。

2.事故原因分析

2.1事故记录信息分析

该变电站110 kV断路器采用LW35一126型柱式SF6断路器。该型断路器采用弹簧操动机构,SF6 气体作为其绝缘和灭弧介质。SF6气体额定充气压力为0.5 MPa,报警压力0.45 MPa,闭锁压力 0.43 MPa.

发生爆炸的112断路器于2003一11一15投入运行,爆炸前1年内该断路器手动分闸过4次均正常分闸),未发生过保护动作分闸。最近一次预防性试验的时间为2005- 09- 27,试验结果合格。

经过对113断路器上级电源的故障录波情况核实,在145断路器自投成功后,113断路器上级电源无短路电流流过。

变电站监控系统记录到的事故发生和发展过程中几个关键的事件信息如下(变电站监控系统SOE记录):

08:05:25:031,线路刀玉掉112开关动作;

08:05:26:680, 112断路器分闸;

08:05:27:162, 145断路器合闸;

08:25:05:344, 112断路器SF6气压低报警;

08:25:20:884, 112断路器SF6气压低闭锁。

从以上信息可知:在进站线路失电后,112断路器因线路无压掉闸,在145断路器自投后约20 min,在分闸状态下的112断路器发出SF6气压低报警信号,15S后灭弧室瓷套发生爆炸现场人员证实:发生爆炸时刻与112断路器SF6气压低闭锁信号发出时刻一致),112断路器SF6气体全部泄漏。

HDXJ-L4 SF6气体环境在线监测系统

HDXJ-L4 SF6气体环境在线监测系统

事故过程中出现了2个比较特殊的现象:

(1) 112断路器并不是在分闸过程中发生爆炸,而是在分闸结束后过了约20 min才发生炳酥乍。爆炸时该断路器处于分闸状态,只有静触头带电,动触头末带电;

(2)由事故记录信息及113断路器上级电源的故障录波情况可证明,112断路器爆炸前并未开断过故障电流。首先,线路无压后112断路器是在动静触头均无电压的清况下分闸的;其次,145断路器自投成功后,113断路器上级电源的故障录波显示并无短路电流流过。

2.2事故习现场勘察情况

经对事故现场勘察发现,112断路器A相灭弧室瓷套完全炸毁,形成一个半20 m范围的爆炸碎片分布区。A相断路器动、静触头烧蚀严重,爆炸的瓷套碎片及动、静触头外观呈黑色,表面覆盖黑色烟尘,采用聚四氟外加填料制成的灭弧喷口完全烧掉。

经对未爆炸的B, C相断路器解体检查,并与 A相断路器对比可见:A, B, C三相断路器分闸位置均正确,三相断路器动静触头均分闸到位,断路器操动机构、相间拉杆无异常。B,C相断路器内部结构正常,元件齐全头乡子,无烧损、磕复见象。

根据以上现象,可初步得出以下结论:

(1) A相灭弧室与B, C相灭弧室比较,元件齐全、结构一致、分闸到位情况一致,且112断路器爆炸前的分闸是在动静触头均无电压情况下.进行的,并末开断故障电流,因1比可排除断路器因开断能力不足而导致爆炸的可台创生。

(2)断路器其他部件如操纵机构、相间拉杆,无故障的B,C相断路器均完好,可排除弹簧操纵机构故障、相间拉杆损坏、经丝象拉杆脱落等因素。

(3) A相断路器爆炸的瓷套碎片及动、静触头外观呈黑色,表面覆盖黑色烟尘,这与断路器正常开断电流时,SF。气体经电弧燃烧会产生白色粉尘颗粒的现象不符。结合A相断路器灭弧喷口及动、静触头严重烧蚀的情况,可推断A相断路器在爆炸前灭弧室曾发生过SF6气体状态下的电弧燃烧。

2.3事故发展过分析

(1)断路器爆炸前,112断路器A相灭弧室瓷套由于某种原因导致隐含内在缺陷,经过长期带电、承压状态以还作冲击,累积效应致使缺陷逐步扩展;

(2)在进站线路失电后,112断路器因线路无压掉闸,分闸冲击力导致该瓷套长期的缺陷累积骤变,发生裂纹,SF6气体开始泄漏;

(3)由于145断路器自投成功,112断路器的静触头开始带电,随着潮湿空气逐步经瓷套裂纹进入 (当日空气湿度较大),断口间绝缘水平下降;

(4)当A相灭弧室内绝缘水平下降到一定程度后,A相静触头开始对动触头放电励触头连扛哟20 km长的110kV输出电线路),并形成稳定的电弧;

(5)动、静触头间高温电弧于娜续燃烧,电弧放电能最累累积造成灭弧室内部压力升高,直至灭弧室瓷套不能承受,最终爆炸。

2.4 对事故的总结 (1)断路器灭弧室瓷套不仅可能因为断路器开断短路电流能力不足而发生爆炸,在某些情况下,即使断路器没有切除过短路电流,只要灭弧室内具有发生电弧燃烧的条件,在电弧持羹刻然烧的条件下也可能导致爆炸。本次事故中,断路器在分闸状态下爆炸即是一个典型的例子。因此,在设备巡视检查、运行监视过程中,均应考虑到此类处于开断状态,但动触头或静触头带电的断路器的运行伏况。一旦此类断路器发出SF6压力低报警型号时,必须高度警惕,迅速采取措施,避免发生气体泄漏加剧导致绝缘降低而放电的情况。

(2) SF6断路器以SF6气体作为其绝缘和灭弧介质,一旦发生SF6气体泄漏,必将严重影响其绝缘和灭弧性能。因此,应充分利用各不树支术手段,对此设备的健康状况进行跟踪、分析,并加大设备隐患的普查、辨识分级、检测评沽,做到超前控制、超前防范,提高设备的可用性。




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