TBP过电压保护器爆炸原因分析及措施

摘 要：TBP三相组合式过电压保护器主要用于发电、供电和用电企业的电力电网中，由于内部绝缘受潮、放电间隙位移和本身结构缺陷，在运行中时有爆炸事故发生，分析了爆炸原因，提出了切实可行的措施。

关键词：TBP；三相组合式过电压保护器；爆炸；分析；措施

1 概述

TBP三相组合式过电压保护器（以下简称TBP）就是带串联间隙的金属氧化物组合式过电压保护器，其结构见图1所示。由于加入了串联间隙CG，一方面串联间隙可以隔离工频电压，即在正常运行的工作电压之下，MOV阀片是不承受工频电压的；另一方面TBP动作后串联间隙不切断工频续流，这是由MOV阀片的性能决定的。因此，TBP主要用于發电、供电和用电企业的电力电网中，用来保护变压器、开关、母线、电动机等电气设备，可限制大气过电压及各种开关引起的操作过电压，对相间和相对地的过电压均能起到可靠的限制作用。

2 事故原因分析

2016年5月和10月某企业接连出现因TBP爆炸引起的事故。2016年10月10kV高压室值班人员在接到电调通知启动设备，在启动除尘风机过程中发生过电压保护器爆裂，高压柜后视窗玻璃炸碎，后柜门变形。由于保护及时动作，事故并未扩大。事后值班人员迅速将故障高压柜进行隔离，恢复送电。

技术人员打开高压柜电缆室门，发现过电压保护器B相引线完全烧断，A、C相引线绝缘外皮烧毁，A、B相的氧化锌阀片与密封间隙的筒状物完全爆裂。间隙顶部小孔完全烧毁，有明显的放电痕迹。

从这起事故来看，这是一起典型的操作过电压引起的爆炸。经技术人员对现场TBP的残片分析和对其他TBP的检测试验，爆炸的原因分析如下：

2.1 内部绝缘受潮

经过检查发现，TBP内部间隙受潮、变形，过电压保护器由于间隙受潮存在放电现象，导致氧化锌阀片老化。当真空断路器合闸发生操作过电压时，过电压保护器爆炸。对该10kV配电室其他TBP做检测试验，发现有一组A、B、C相对地绝缘电阻分别为400MΩ，在做交流耐压试验时，在电压加到15kV时就被击穿，解剖后发现阀片受潮。

TBP密封不良或漏气，使潮气或水分侵入。密封不良的主要原因为TBP的密封胶圈永久性压缩变形的指标达不到设计要求，装入组合式过电压保护器后，易造成密封失效，使潮气或水分侵入。产品元件受潮或装配车间不合格，也可能造成TBP受潮。

2.2 放电间隙位移

瓷套与间隙和阀片的几何尺寸配合不当，TBP内部组装的结构不紧固，压紧弹簧松动，在运输、搬动和安装过程中造成间隙错位，或在运行及其动作后受电磁力影响造成串联放电间隙的中心位移和间隙变小，从而使工频放电电压发生变化和灭弧能力降低，当TBP在接近灭弧电压下运行，将产生的强烈的电晕，使电极腐蚀，这又引起工频放电电压降低，正是由于TBP的结构紧凑性，这种位移而形成的间隙变小肯定会影响其内部放电电压值，使其遭受雷击或系统发生谐振过电压时不能息弧而爆炸。

2.3 结构存在缺陷

TBP由于采用的是“四星型”接法，即由四个氧化锌阀片单元（保护单元）组成，阀片单元两两组合形成相-相，相-地保护。这种接法大幅度降低了保护器的制造成本，但这种“四星形”间隙组合式原理给保护器人为制造出一个中性点，使得相间阀片单元长期运行荷电率过高，而地相阀片单元在系统出现单相接地故障中性点偏移时更易发生热崩溃。同时也由于这种“四星形”接法是两个单元分担运行电压，当一只单元损坏时会导致其他单元迅速损坏，这种连锁反应最终会导致相间短路使得事故扩大。

3 整改措施

3.1 更换新型产品

结合单位实际情况，该企业这所10kV配电室的30台TBP更换为安徽一天生产的ETA六柱式过电压保护器。该产品装置为六柱结构，相间和相地为独立的氧化锌阀片单元组件，所有氧化锌阀片单元独立运行，不会引起四柱式或三柱式结构中的连锁效应。且六柱式结构无中性点存在，不存在地相单元容易发生热崩溃的隐患。还有就是采用了无间隙结构，没有了间隙的固有缺陷，不存在间隙放电电压受内外环境影响的问题。

3.2 定期检测

加强检测和诊断手段，必须严格按照DL/T 596-2005《电力设备预防性试验规程》中规定的实验项目和周期对所有的过电压保护器进行绝缘测试和实验，是及时检出组合式过电压保护器安全、可靠运行的重要措施之一。

3.3 设备干燥

在高压室内安装通风设备，并在室内放置干燥剂，电缆进出口应可靠封堵，保持高压室干燥，这样就提高了过电压保护器的安全性能。

结束语

组合式过电压保护器是一种新型的过电压保护器，主要用于保护变压器、真空开关、母线、电动机等电气设备的绝缘免受过电压的损害。在实际运行中应注意其特点，正确的选用过电压保护器的参数，并在日常加强监测，保证过电压保护器安全运行。

作者简介：严韩伟，工程师，1996年毕业于西安电子科技大学应用电子专业，现在陕西龙门钢铁有限责任公司工作，从事电气管理。