【阿里巴巴冶金】 1995年8月29日南山礦后備區主扇線路，由于雷擊發生過電壓，將兩臺主扇電機燒損，致使主扇停運16h，現就該事故做一扼要剖析。

1　主扇供電線路及電機結線情形

　　南山礦后備區主扇由35KV豎井變534#、590#兩回6KV配出線路供電。534#線路全長2.2km，509#線路全長2.1km，導線采納LGJ——7Ｓ0，架線方法為△方法。后備區主扇進線電源結線方法(如圖1)，正常是由534#電源供電，509#電源備用，在距高壓室15m處設一變壓器臺，臺上安裝2臺變壓器，辨別接在534#和509#兩回線路上，變壓器供主扇同步機勵磁電源。每臺變壓器辨別接一組避雷器，共用一組接地線，主扇高壓配電室內的母線上設一組FS型避雷器。

圖1

2　事故經過

　　1995年8月29日下午，南山地域有雷陣雨，雷電運動頻繁。16時左右，534#線路遭雷擊，使線路發生過電壓，將正在運行的1#主扇電機定子線圈中的B相中的一匝線圈對地(電機鐵心)擊穿，1#主扇電機停運。停運后將534#電源進線倒由509#供電，啟用2#主扇電機，運行至23h 50min，509#線路再次遭雷擊，線路發生的過電壓將運行中的2#主扇電機也燒損，同時豎井變電所509#線路，配出開關過流繼電維護動作開關跳閘，線路停電。

3　線路雷擊過電壓情形剖析

　　剖析燒損電機事故原因是由于線路過電壓引起的。在事故產生的光陰內，變電所及線路沒有操作，變電所一、二次電壓均正常。在這種情形下產生線路過電壓，一定是外部過電壓，也就是雷擊引起的過電壓。

　　雷擊過電壓有兩種情形，一是直接雷過電壓，二是感應過電壓。感應過電壓在線路導線上發生的最大電壓Ug：

　　Ug感應過電壓最大值(KV)

　　I雷電流幅值(KV)

　　ha導線平無高度(m)

　　s雷擊點與線路的距離(m)

　　直擊雷，雷擊桿塔時，在線路發生的感應過電壓最大值Ug：

　　Ug≈aha

　　Ug感應過電壓(KV)

　　ha導線平無高度(m)

　　a感應過電壓系數，其值等于以KA/μs計的雷電流陡度值。

　　按感應過電壓盤算

　　依據我國雷電流幅值概率曲線(見圖2)

圖2　我國雷電流幅值概率曲線

　　取概率為65%時，則雷電流幅值為20KA，取線路平均高度為7m，雷擊點與線路的距離100m，則雷電流在線路上感應過電壓的數值為：

　　若按直擊雷，雷擊桿塔時，且取雷電流的陡度為5.8KA/μs

　　則導線過電壓，Ug≈5.8×7=40.6KV

　　因此，一般雷擊過電壓的幅值是對比高的，大都超過內部過電壓的幅值。

4　事故原因剖析

　　在事故產生后，通過反省，兩條線路都沒有顯明的直接落雷點，線路導線和瓷瓶沒有燒損的痕跡。高壓室內避雷器(FS—6型)有放電的跡象，將該組避雷器做工頻放電實驗，放電電壓符合實驗尺度，反省發明室外變壓器臺避雷器的接地線斷線，避雷器沒有放電痕跡。

　　通過前面的剖析，雷擊過電壓的幅值是對比高的，在如此高的過電壓下，耐壓值較低的設施或裝備，往往首先放電。由于南山礦后備區主扇線路接有變壓器和高壓室母線上接有FS型避雷器，而變壓器和線路絕緣子耐壓較高，線路過電壓只能由避雷器來限幅。其維護原理(如圖2)所示。

　　避雷器是用來限制過電壓的一種重要維護電器，避雷器通常接于導線和地之間，與被維護裝備并聯，當電壓到達避雷器放電電壓時，避雷器立即動作，釋放過電壓電荷，將電壓限制在必定的程度，維護絕緣，使電網能夠正常供電。

　　避雷器維護過電壓的重要性能指標是：

　　沖擊放電電壓：就是在避雷器兩端施加給定波形的沖擊電壓波時，于放電前所到達的最高電壓值稱為沖擊放電電壓；沖擊電流殘壓：技能條件規定的沖擊電流通過避雷器時，在避雷器閥片上發生的電壓降，稱為沖擊電流殘壓；滅弧電壓：避雷器可靠滅弧的最大容許的工頻電壓稱為滅弧電壓。

　　在南山礦后備區主扇所接的避雷器型號為FS-6，其沖擊放電電壓和殘壓都較高(其性能見附表)，當殘壓高于主扇電機的絕緣耐壓程度，則電機被過電壓擊穿，造成燒損。FS-6型避雷器的殘壓可達30KV，遠遠高于主扇電機的絕緣耐壓程度(2倍額定電壓加1KV=13KV)

5　事故教訓及預防辦法

　　(1)管理方面的原因

　　室外變壓器臺的避雷器接地線斷，沒有起到維護作用，事前沒有定期反省，故沒有發明接地線斷線。

　　在1#主扇電機遭雷擊后，只是將2#備用電機啟動，而未對雷擊線路、避雷器放電情形及設施是否完美進行全面的反省，沒有反省出室外避雷器接地線斷線，致使線路第二次遭雷擊時，該避雷器仍沒有起到維護作用。

　　(2)避雷器選型方面的原因

　　《電力裝備過電壓維護設計技能規程》SDJ—79第99條：“維護高壓旋轉電機的避雷器，一般采納FCD型”。《電力工程電氣設計手冊》第十五章第四節旋轉電機的過電壓維護一般原則也指出：“維護高壓，旋轉電機用的避雷器，一般采納FCD型碰吹避雷器或氧化鋅避雷器”。而該主扇高壓室內母線上選用的避雷器為FS型(FS型與FCD型避雷器性能對比見附表)，FS型避雷器沖擊放電電壓和殘壓都較高，沒能與電機絕緣程度相配合。

　　(3)電機防雷維護不完美

　　《電力工程設計手冊》明白“與架空線直接銜接的旋轉電機應采用完美的進線維護和靜電電容器來維護電機”。《電力裝備過電壓維護設計技能規程》SDJ—79，第97條，也明白300KW以上到1500KW以下的直配電機可采納圖26的維護接線。該圖其有3種維護接線，如圖3，而該主扇電機不具備規程所請求的維護。

　　(4)今后的預防辦法：①增強輸電線路的防雷設施的反省工作，保證防護設施及接地的完好。②對施轉電機采納專用的FCD型避雷器，進行防雷維護。③完美旋轉電機的防雷配套維護，按規程的請求完美設施。④增強防雷設施的綜合管理，明白職責，產生線路雷擊后應進行全面的反省。

FS與FCD型避雷器性能對比

型號額定電壓滅弧電壓工頻放電電壓沖擊放電電壓殘壓FS6KV7.6KV16—19KV35KV30KVFCD6KV7.6KV15—18KV19KV20KV

圖3　300KW至1500KW以下直配電機的維護接線

作者單位：劉正東　劉同增　線娜貞　鶴崗礦務局機電處

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