浅谈500 kV断路器瓷套管爆炸原因

牛 会

(内蒙超高压供电局，内蒙古 呼和浩特 010080)

0 引言

内蒙古超高压供电局500 kV变电站2015年8月和2016年12月接连发生两起断路器瓷套管炸裂造成的变电站跳闸事故。高压套管是高压导体穿过与其电位不同的隔板，起绝缘和支持作用，是电力系统中的重要设备，按照材料可分为瓷套管和复合绝缘子套管，蒙西电网500 kV断路器大部分使用的是瓷套管，瓷套管稳定运行至关重要。

1 套管结构调研

1.1 B厂家500 kV断路器套管设计情况

B厂家罐式断路器所配瓷质套管或复合套管外部为改善电场分布装设了旋压式(一体化)的超长屏蔽罩。同时，B厂家所生产的罐式断路器用套管形状和高度均按照电压等级的不同来设计，其500 kV断路器所配套管均为双屏蔽结构，整只套管由均压环、中心导体、复合套管(瓷套管)、中间屏蔽、接地屏蔽、绝缘支撑等构成。接地屏蔽经金属法兰与大地相连，实现对地等电位；中间屏蔽由铝质材料制作而成，采用悬空设计，人为不施加电压，起分压作用，主要作用为使中心导体和接地屏蔽间的电场均匀分布。

为了保证所设计的套管满足场强要求，B厂家设计人员利用ANSYS公司的Maxwell 3D软件对双屏蔽结构套管在雷电冲击下的内部场强分布进行了仿真计算分析。计算结果表明双屏蔽结构的瓷质套管内部场强较高的部位主要集中在中间屏蔽层上，改变屏蔽层的高低和直径都会对电场的分布产生影响，最终计算结果决定了套管内部接地屏蔽和中间屏蔽的结构尺寸。……