去年年底曲江縣供電局110kV馬鞍山變電站，發(fā)生一起35kV母線避雷器爆炸事故。該站主變采用三圈變壓器，35kV系統(tǒng)采用中性點(diǎn)對(duì)地絕緣方式，35kV母線上裝設(shè)一組氧化鋅避雷器和JDJJ型電壓互感器三臺(tái)，避雷器型號(hào)為HY5WZ－42/134，額定電壓為42kV，持續(xù)運(yùn)行電壓為23.4kV。根據(jù)變電站值班員反映，當(dāng)時(shí)35kV系統(tǒng)的發(fā)出了幾次接地信號(hào)，隨后便發(fā)生35kV母線避雷器爆炸事故。針對(duì)這一起事故，我們進(jìn)行了分析，排除產(chǎn)品質(zhì)量因素和運(yùn)行不當(dāng)?shù)扔绊懀J(rèn)為由于35kV線路接地導(dǎo)致系統(tǒng)揩振過電壓，以及該型號(hào)的氧化鋅避雷器其額定電壓和持續(xù)運(yùn)行電壓取值偏低，才是這次事故中爆炸的主要原因。

中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)的電氣設(shè)備絕緣水平是按線電壓設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)單相穩(wěn)定接地時(shí)，相電壓升高為線電壓，本次事故中避雷器的額定電壓42kV是完全能夠承受的。在雷電入侵情況時(shí)，按5kA下避雷器的殘壓計(jì)算，其作用時(shí)間很短（小于0.1秒），所以也不應(yīng)成為避雷器爆炸的主要原因。對(duì)中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障點(diǎn)流過系統(tǒng)電容電流，未接地的兩相相電壓升高為線電壓，通過電壓互感器中性點(diǎn)接地構(gòu)成零序回路；同時(shí)產(chǎn)生系統(tǒng)中性點(diǎn)的位移電壓，成為振蕩電壓的等效電源，并且零序回路的電氣參數(shù)都要發(fā)生變化。電壓互感器的鐵芯電感參數(shù)是隨其鐵芯飽和程度的變化而變化，一旦發(fā)生弧光接地，系統(tǒng)產(chǎn)生暫態(tài)涌流，在這一瞬間的突變過程中，電壓互感器高壓線圈的非接地兩相的勵(lì)磁電流就要突然增大，甚至可能飽和，電感參數(shù)隨之產(chǎn)生變化。

當(dāng)零序回路中鐵芯電感的等值感抗與系統(tǒng)分布電容的容抗相等或相近時(shí)，即ωL=1/ωC時(shí)，發(fā)生串聯(lián)諧振。由于接地電弧熄滅的時(shí)間不一樣，不一定在每次出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，電壓互感器都會(huì)產(chǎn)生大的激磁電流，所以不一定每次都會(huì)出現(xiàn)串聯(lián)諧振。當(dāng)發(fā)生非線性諧振時(shí)，過電壓幅值高達(dá)2－3倍相電壓，而且作用時(shí)間長(zhǎng)。況且在發(fā)生基頻諧振的同時(shí)，還可能激發(fā)高頻和分頻諧振，兩者疊加，將會(huì)產(chǎn)生更大的危害。金屬氧化物的額定電壓是表明其運(yùn)行特性的一個(gè)重要參數(shù)，也是一種耐受工頻電壓的能力指標(biāo)，在《交流無(wú)間隙金屬氧化物避雷器》（GB11032－89）中將它定義為“施加到避雷器端子間z大允許的工頻電壓有效值”。然而金屬氧化物閥片的耐受工頻電壓的能力是與作用電壓的持續(xù)時(shí)間密切相關(guān)，而且在定義中未給出作用的持續(xù)時(shí)間。

在本例中該型號(hào)的避雷器額定電壓42kV，當(dāng)發(fā)生諧振過電壓情況下顯然此取值偏低。雖然根據(jù)《交流無(wú)間隙金屬氧化物避雷器》（GB11032－89）金屬氧化物避雷器應(yīng)有一定的工頻過電壓耐受能力，對(duì)中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)的10S耐受時(shí)間不應(yīng)低于額定電壓，然而發(fā)生諧振過電壓時(shí)，金屬氧化物避雷器承受的系統(tǒng)電壓遠(yuǎn)超過其額定電壓，而且耐受時(shí)間遠(yuǎn)不止10S。持續(xù)運(yùn)行電壓是金屬氧化物避雷器的重要特性參數(shù)，對(duì)運(yùn)行可靠性有很大影響，在《交流無(wú)間隙金屬氧化物避雷器》（GB11032－89）中將它定義為在運(yùn)行中允許持久地施加在避雷器端子上的工頻電壓有效值。

它應(yīng)覆蓋電力系統(tǒng)運(yùn)行中可能持續(xù)地施加在金屬氧化物避雷器上的工頻電壓z高值。發(fā)生諧振時(shí)，過電壓幅值高達(dá)2－3倍相電壓，遠(yuǎn)高于系統(tǒng)z高運(yùn)行相電壓；把避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓等同于系統(tǒng)z高運(yùn)行相電壓時(shí)（例如本例中該型避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓為24.5kV），顯然偏低。針對(duì)這次事故，我們認(rèn)為在避雷器的選擇上應(yīng)盡可能選取額定電壓和持續(xù)運(yùn)行電壓較高的一級(jí)，例如應(yīng)選用HY5WZ－51/134型避雷器，額定電壓為51kV，持續(xù)運(yùn)行電壓為40.8kV；另外應(yīng)采取各種措施避免系統(tǒng)諧振，消除系統(tǒng)電壓過高而對(duì)設(shè)備造成的不良影響。