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)采用中性點對地絕緣方式，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，避雷器型號為HY5WZ－42/134，額定電壓為42kV，持續(xù)運行電壓為23.4kV。根據(jù)變電站值班員反映，當時35kV系統(tǒng)的發(fā)出了幾次接地信號，隨后便發(fā)生35kV母線避雷器爆炸事故。針對這一起事故，我們進行了分析，排除產(chǎn)品質(zhì)量因素和運行不當?shù)扔绊?，認為由于35kV線路接地導(dǎo)致系統(tǒng)揩振過電壓，以及該型號的氧化鋅避雷器其額定電壓和持續(xù)運行電壓取值偏低，才是這次事故中爆炸的主要原因。

中性點絕緣系統(tǒng)的電氣設(shè)備絕緣水平是按線電壓設(shè)計的。系統(tǒng)單相穩(wěn)定接地時，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，按5kA下避雷器的殘壓計算，其作用時間很短（小于0.1秒），所以也不應(yīng)成為避雷器爆炸的主要原因。對中性點絕緣系統(tǒng)，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，故障點流過系統(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接地構(gòu)成零序回路；同時產(chǎn)生系統(tǒng)中性點的位移電壓，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，即ωL=1/ωC時，發(fā)生串聯(lián)諧振。由于接地電弧熄滅的時間不一樣，不一定在每次出現(xiàn)單相接地故障時，電壓互感器都會產(chǎn)生大的激磁電流，所以不一定每次都會出現(xiàn)串聯(lián)諧振。當發(fā)生非線性諧振時，過電壓幅值高達2－3倍相電壓，而且作用時間長。況且在發(fā)生基頻諧振的同時，還可能激發(fā)高頻和分頻諧振，兩者疊加，將會產(chǎn)生更大的危害。金屬氧化物的額定電壓是表明其運行特性的一個重要參數(shù)，也是一種耐受工頻電壓的能力指標，在《交流無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)時間密切相關(guān)，而且在定義中未給出作用的持續(xù)時間。

在本例中該型號的避雷器額定電壓42kV，當發(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，對中性點絕緣系統(tǒng)的10S耐受時間不應(yīng)低于額定電壓，然而發(fā)生諧振過電壓時，金屬氧化物避雷器承受的系統(tǒng)電壓遠超過其額定電壓，而且耐受時間遠不止10S。持續(xù)運行電壓是金屬氧化物避雷器的重要特性參數(shù)，對運行可靠性有很大影響，在《交流無間隙金屬氧化物避雷器》（GB11032－89）中將它定義為在運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，過電壓幅值高達2－3倍相電壓，遠高于系統(tǒng)z高運行相電壓；把避雷器持續(xù)運行電壓等同于系統(tǒng)z高運行相電壓時（例如本例中該型避雷器持續(xù)運行電壓為24.5kV），顯然偏低。針對這次事故，我們認為在避雷器的選擇上應(yīng)盡可能選取額定電壓和持續(xù)運行電壓較高的一級，例如應(yīng)選用HY5WZ－51/134型避雷器，額定電壓為51kV，持續(xù)運行電壓為40.8kV；另外應(yīng)采取各種措施避免系統(tǒng)諧振，消除系統(tǒng)電壓過高而對設(shè)備造成的不良影響。