摘要：针对一起110kVSF6断路器瓷瓶爆炸事故，从系统运行方式、事故现场、继电保护动作情况等多方面对事故原因进行了分析，推断该事故原因为断路器断口间形成的反极性电压叠加，造成断口闪络反复持续放电，最终导致事故。根据事故原因提出了预防措施，以避免发生类似事故。
关键词：SF6断路器;爆炸;原因分析;
断路器作为电力系统控制和保护的重要元器件，可以根据电网运行需求灵活投切，电网发生故障时可以快速切除故障，是保障电力系统安全稳定运行的重要设施。SF6断路器采用SF6气体用于灭弧，具有开断能力强，开断速度快，维护工作量小等优势[1]。
1 事故概况
2017年01月19日11：04贵州某水电站（L水电站）双机孤网运行试验过程中，已对网内运行方式及安稳装置做好调整，110kV D变110kV清东线102开关潮流接近于0，断开102开关后，110kV X变110kV峰下II线101开关瓷瓶于11时04分49秒发生爆炸。101开关B相瓷瓶爆炸后运维及时停电，约20分钟后C相瓷瓶发生炸裂。现场事故照片见图1。
图1 事故断路器全貌
2 事故前110kV系统运行方式
事故前L水电站拟进行双机孤网运行试验，已断开至云南电网线路开关，L水电站通过江东线上网（地方电网），再通过D-S、S-X线路转供110kV X变电站。
Q火电厂通过清电线上网，再通过Q-Z、Z-W线路转供220kV W变电站。
考虑到B光伏电站波动性较大，事故前后未上网。
事故前110kV X变至220kV W变电站的110kV峰下I线102开关、110kV峰下II线101开关热备用。故障前地方电网（简图）运行现状如图2示。
图2 故障前地方电网（简图）运行现状
3 事故经过及保护动作情况
2017年01月19日11:04 L水电站进行孤网运行试验时，断开了220kV Q变至110kV D变的110kV线路。线路断开后，110kV X变电站峰下II线断路器瓷瓶发生爆炸。
事故发生后，保护发生如下动作：
220kV W变110kV峰下II线零序过流IV段保护动作106开关；
110kV X变110kV下洒线零序过流IV段保护动作跳105开关；
110kV S变110kV下洒线零序过流IV段保护动作跳101开关；
110kV L水电站复压过流I段跳1号机高压侧（1号主变低压侧）001开关；
4 开关爆炸原因分析
根据设备厂家技术人员在现场判断，由于现场断路器爆炸后灭弧室外观较完好，灭弧室内部闪络放电引起高温爆炸的可能性较小。
事故当天天气状况虽然为小雨，但断路器爆炸部位在其断口处的瓷瓶处，瓷瓶底部支架处无明显烧灼痕迹，且调研发现事故时对应出线避雷器和母线避雷器计数器均未动作，断路器下接线板对地放电的可能性较小，可以排除因电网过电压和污秽造成的瓷瓶外绝缘闪络引起的开关爆炸。
根据图2所示故障前地方电网运行情况分析，110kV X变110kV峰下I线、110kV峰下II线开关处于热备用状态，当断开D变至220kV Q变线路后，地方电网解网为2个电源网络。110kV峰下线出线断路器上端接Q自备电厂所在电源网络，下端接L水电站所在电源网络。
地方电网解网后，由于2个电源网络电压相位可能存在不同步，在峰下线断路器断口间形成反极性电压，若相位角相差达到最大的180度，断路器断口间的电压可能会达到2倍电压峰值。
因此，当断路器断口间存在不同电源的反极性电压，且电压差达到一定数值，断路器断口间可能会出现电弧闪络，反复持续的放电，产生高温使瓷瓶表面受热不均，且瓷瓶内的SF6气体受热压力增大，最终有可能导致瓷瓶爆炸。
根据110kV X变故障电流波形，详见图3，故障电流存在如下特征：故障电流逐步增大至峰值，然后减少逐步减小到零，如此反复多次，与断路器断口间闪络的反复击穿-放电-息弧的过程特征匹配。
图3 峰下II线故障电流1波形图
110kV峰下II线b、c相故障电流相位差120度，可排除故障点发生相间故障。
5 结束语
本文通过对110kV SF6断路器爆炸过程及原因的分析，提出如下建议和措施，对于地方电网，由于网架较为薄弱，在进行调试试验时应根据系统运行情况，将断路器转为冷备用状态，避免断路器处于热备用状态因系统运行特殊性产生反极性电压，造成断口闪络过电压进而引发事故。
参考文献：
[1]李璐,牛田野,姜国庆等.一起 500kV SF6断路器爆炸事故的分析[J].中国电机工程学报,2016,36(增刊):246-250.
[2]王朗珠,蒋燕.一起热备用中 500 kV SF6 断路器爆炸原因探讨[J].高压电器,2012,48(7):99-104.
[3]刘华麟,吴湘黔,刘崇滨.一起SF6断路器外绝缘闪络事故原因分析[J].贵州电力技术,2008,(7):16-18.
论文作者:叶德意,黎功华
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/28
标签：断路器论文; 瓷瓶论文; 事故论文; 断口论文; 电网论文; 故障论文; 峰下论文; 《电力设备》2019年第12期论文;