原標題：值得了解的過電壓保護器爆炸的一些可能性因素分析

過電壓保護器（Overvoltage Protector）爆炸通常由多種因素引發，涉及產品設計、運行環境、系統故障及維護管理等方面。以下從技術原理、環境影響、系統故障和產品質量四個維度，分析其爆炸的可能性因素：

一、產品設計缺陷

1. 額定參數不足

• 過電壓保護器的額定電壓和持續運行電壓設計偏低，無法承受實際運行中的過電壓沖擊，導致元件長期過載運行，加速老化并最終失效。

• 例如，若保護器長期承受超過其設計能力的工頻過電壓或雷電過電壓，可能引發內部元件熱崩潰。

2. 工頻耐受特性不足

• 保護器對長時間過電壓的耐受能力有限。當系統電壓超過其額定值時，保護器可能無法在規定時間內承受，導致能量積累并引發爆炸。

• 例如，當電壓達到額定值的1.15倍時，保護器僅能耐受0.1秒，若持續時間超過此范圍，可能發生損壞。

3. 結構缺陷

• 某些保護器采用“四星形”接法，導致相間閥片單元長期運行荷電率過高，或地相閥片單元在系統單相接地故障時易發生熱崩潰。

• 例如，三相四星形接線結構可能因中性點偏移，導致局部過載。

二、運行環境影響

1. 受潮與老化

• 保護器受潮會導致絕緣性能下降，可能引發局部放電或短路。受潮原因包括密封不良、產品元件受潮或裝配車間環境不合格。

• 例如，密封膠圈永久性壓縮變形或內部空氣熱脹冷縮產生的“呼吸現象”，可能導致潮氣侵入。

2. 外部污穢

• 保護器表面污穢可能引起電壓分布不均，導致局部過熱。污穢還可能引發電暈放電，加速絕緣材料老化。

• 例如，灰塵、鹽霧等污染物附著在保護器表面，可能改變其電場分布。

3. 溫度與濕度

• 高溫、高濕環境會加速保護器內部元件的老化，降低其絕緣性能和耐受能力。

• 例如，長期在潮濕環境中運行的保護器，其內部金屬氧化鋅電阻片可能因受潮而性能劣化。

三、系統故障引發

1. 單相接地故障

• 中壓系統單相接地故障率較高，可能引發間歇性弧光接地現象，產生諧振過電壓或弧光接地過電壓。這些過電壓的幅值高、持續時間長，可能超過保護器的承受能力。

• 例如，10kV系統單相接地時，可能產生3.5倍相電壓的過電壓，導致保護器損壞。

2. 操作過電壓

• 真空斷路器操作、系統故障恢復等操作可能引發操作過電壓。若保護器無法及時泄放這些過電壓，可能因能量積累而爆炸。

• 例如，切除空載變壓器或真空斷路器分合閘時，可能產生數倍于額定電壓的過電壓。

3. 諧振過電壓

• 電網中的電感元件和電容元件在特定條件下可能形成諧振，導致持續的高幅值過電壓。保護器若無法承受此類過電壓，可能發生熱崩潰。

• 例如，鐵磁諧振過電壓可能持續較長時間，導致保護器內部元件過熱。

四、產品質量與管理問題

1. 生產工藝缺陷

• 生產過程中密封不良、元件裝配不緊固等問題，可能導致保護器在運行中受潮或內部元件松動，引發故障。

• 例如，密封膠圈質量不達標或組裝工藝不合格，可能導致潮氣侵入。

2. 維護不當

• 缺乏定期檢測和維護，可能導致保護器內部元件老化或受潮未被及時發現，最終引發故障。

• 例如，未按照規定周期進行預防性試驗，可能無法及時發現保護器的絕緣性能下降。

3. 選型不當

• 保護器的選型未充分考慮系統實際運行條件，可能導致其無法承受實際過電壓沖擊。

• 例如，在諧振過電壓較高的系統中，選用額定參數較低的保護器，可能引發頻繁故障。

五、典型案例分析

1. 某化工廠爆炸事故

• 10kV系統B相反復間歇電弧接地引發鐵磁諧振過電壓，導致過電壓保護器內氧化鋅電阻片熱崩潰，引發開關柜內相間短路故障和電纜室爆炸。

• 事故原因包括系統故障和保護器結構缺陷。

2. 某廠礦雷擊事故

• 110kV線路遭受直擊雷，導致系統電壓升高，過電壓保護器被擊穿爆炸，引發高壓柜短路事故。

• 事故原因包括外部過電壓沖擊和保護器額定參數不足。

六、預防措施

1. 優化產品設計

• 提高保護器的額定參數和工頻耐受特性，改進結構以降低相間荷電率。

2. 改善運行環境

• 加強密封設計，防止受潮；定期清潔保護器表面，防止污穢積累。

3. 加強系統管理

• 降低系統故障率，減少單相接地和諧振過電壓的發生；優化操作規程，避免操作過電壓。

4. 提高產品質量

• 嚴格生產工藝控制，確保密封性能和元件裝配質量；加強質量檢測，防止不合格產品流入市場。

5. 強化維護管理

• 定期進行預防性試驗，及時發現并更換老化或受潮的保護器；建立完善的維護檔案，跟蹤保護器運行狀態。

結論

過電壓保護器爆炸是多種因素共同作用的結果，需從產品設計、運行環境、系統故障和產品質量等多方面進行綜合分析和防范。通過優化設計、改善環境、加強管理和提高質量，可有效降低保護器爆炸的風險，確保電力系統的安全穩定運行。