PT柜爆炸事故原因分析及预防措施论文

PT柜爆炸事故原因分析及预防措施

【摘要】通过对青东矿35kv变电所雷击造成的设备损坏事故进行分析，找出了变电所雷击和设备损坏的原因，并着重对变电所过电压保护配置方面存在的问题进行探讨，提出应改进的措施，以确保电网的安全运行。

【关键词】变电所；pt柜爆炸；事故；分析 0.前言

淮北矿业集团青东煤业有限公司位于安徽省濉溪县境内，年设计产量为180万吨。矿井于2006年正式开工建设，其供电电源取自海孜110kv区域变电所。矿井建有35kv变电所一座，设在工业广场东北侧，变电所内设置sz9-16000/35，16000kva，35/6.3kv，ynd11主变压器2台。由于该地区为多雷区 ，加之变电所防雷设施不完善。自该变电所投运以来 ，35kv线路遭受雷击 ，多次引起线路开关跳闸。特别是 2007年4月22日因雷击造成变电所内35kv侧2#电压互感器柜发生爆炸，并造成一定损失 ，本文对此次事故进行了简要分析 ，分析变电所设备损坏的原因 ，以及系统过电压保护方面存在的问题 ，并提出改进意见 ，以保证电网安全运行。 1.事故情况

2007年4月22日凌晨3时11分，青东矿新建35kv变电所遭雷击，变电所内的35kv侧2#电压互感器柜发生爆炸，爆炸形成的冲击波，把电压互感器小车从柜内炸出1.5米，把35kv室的南、北两个木质双扇大门冲毁，五扇窗户玻璃破碎，角铁钢筋护网向外东

弯曲变形。柜体后面板高、中、低三层全部向外凸出变形。b相、c相炸裂（35kv电压互感器是三只单台组合式），且b相高压保险管炸裂脱落，保险管座上端有炸裂时拉弧的痕迹，小车的隔离动触头在被炸出脱离静触头时有拉弧烧灼的痕迹，小车被炸出时燃烧起火，柜内二次线全部烧毁。 2.事故分析

从爆炸现象来看，这个爆炸的能量是很大的，不是一般三相短路能达到的，应该是一起严重的因雷击诱发铁磁谐振过电压造成的爆炸事故。因为母线电压互感器电感l和母线对地电容c一定的条件下能引起铁磁过电压。这个很高的电压（大于电压互感器的相电压35kv/√3=20207v），首先使b相的绝缘遭到了严重破坏，短路的热量使电压互感器出现裂纹，热量从裂纹中释放出来烧灼面板，进而对外壳击穿放电，随后发展成单相接地，继而发展为两相、三相的相间短路，发生了爆炸，造成了此次事故发生。 3.事故前存在的状况

（1）35kv三相电压从变电所投运以来，一年多始终不平衡，而且两台互感器柜（小车式）互换位置以后，情况依然如此。正常的35kv相电压是20207v，在同一时刻a相电压高时达到22400v，b相低时达到19700v。最大相差近2700v。而最高相电压大于额定值得10%以上，而且有时平衡，有时又不平衡。三相电压始终处在不稳定状态。

（2）因三相电压不平衡，会经常出现有接地报警的情况发生，

经多次查找，但又找不到接地点。（开口三角接地报警装置电压，设置在20v动作）。

（3）事故前的负荷很小，基本上是空母线运行。

（4）事故发生时有雷电出现，改变电所处在雷击多发区，雷击产生感应过电压。 4.事故起因分析

（1）经过分析，笔者认为在雷击感应过电压情况下，且三相电压不平衡，瞬间的电压变化造成电压互感器组各只产生激磁涌流不一样，还有电压叠加的结果也不一样。使电压互感器的电感参数不再是一个常数，而是发生了很大的变化。当某相绕组通过的激磁涌流大时，就有可能使铁心工作在饱和区，此时该相绕组电感小，其他两相绕组电感大。（正常情况下，电感性状态，三相负载基本上是对称的，是不会发生谐振的。）如果这时饱和相的感抗正好等于容抗（xl=xc），就很容易发生谐振。

（2）电压互感器的电感参数是在工频下的测试和使用数据，它的电感一定，频率一定，那么感抗xl=ωl=2πfl，从公式知，当f变化时它的感抗也在变化，由于雷电的频率很高，电压互感器在很高频率的作用下，电压互感器的参数发生了变化，如果这时b相的感抗正好满足了系统的容抗条件，xl=xc。也同样会发生谐振。 （3）由于当时负荷也很小，基本上是空母线运行，系统母线对地的电容也小。根据容抗公式xc=1/ωc可知，容抗与电容是反比的关系。所以容抗很大。如果在雷击激发的情况下，系统的感抗参

数发生变化的结果，感抗和容抗相等，既xl=xc时，也能发生谐振现象。

谐振的结果就是使b相的绝缘首先遭到了严重破坏，随后发展成单相接地，继而发展为两相、三相的相间短路，发生了爆炸，造成了此次事故的发生。 5.措施

（1）核算接地保护范围，加装独立避雷器。独立避雷针及其接地装置与被保护建筑物及电缆等金属物之间的距离不应小于五米， 主接地网与独立避雷针的地下距离不能小于三米，独立避雷针的独立接地装置的引下线接地电阻不可大于10ω，并需满足不发生反击事故的要求。

（2）加装线路避雷器，当线路上出现过电压时，将有行波导线向变电所运动，起幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压，线路的冲击耐压比变电所设备的冲击耐压要高很多。因此，可在接近变电所的进线上加装线路避雷器是防雷的主要措施。

（3）对变电所、线路选配合适的避雷器装置，抑制雷击过电压。进线上装设阀型避雷器，阀型避雷器的基本元件为火花间隙和非线性电阻。变电所的每一组主母线和分段母线上都应装设阀式避雷器，用来保护变压器和电气设备。各组避雷器应用最短的连线接到变电装置的总接地网上。避雷器的安装应尽可能处于保护设备的中间位置。

（4）在35kvpt柜上加装一次和二次消弧消谐装置，消除pt柜

产生的二次谐波，使得供电更加安全可靠。 6.结语

变电所是电力系统防雷的重要保护设施，如果发生雷击事故，将造成大面积的停电，严重影响生产和生活。因此变电所的防雷措施必须十分可靠。 【参考文献】

[1]顾永辉等.煤矿电工手册（第二分册）：矿井供电（下）.北京：煤炭工业出版社，1996.

[2]国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[s].北京：煤炭工业出版社，2006.

[3]林莘.现代高压电器技术.北京：机械工业出版社，2011. [4]厉伟，腾云，庚振新，林莘.高电压工程.北京：科学出版社，2011.