一起浪涌保护器起火事故的分析( 二 ) _小知识

3）起火点处于MOV芯片中心附近，热量及时传导至脱扣装置，焊锡熔断，铜片弹开，但该过程仍有一定几率形成拉弧现象，电弧一旦产生，维持其稳定燃烧的要求条件很低，产生的热量却很高（电弧中心温度可达6000-10000摄氏度），能轻易将阻燃外壳燃烧起来，最终致使N相和临近模块彻底烧毁。
基于以上分析，结合此次事故情况看，第一次虽然SPD几乎彻底损毁，但是在拆除SPD后，电源系统可以恢复，说明SPD在脱扣过程中发生了上述分析中的第三种情况。
第二次燃烧时高压端因雨雪天气，令克下方电缆绝缘破损处再次发生弧光现象，过电流导致令克保险熔断，令克跌落，可见此次漏电现象的持续时间更长，导致三相严重失衡，变压器缺相停电，同时，此过程在后端引起的效果就是，GP2柜中浪涌保护器零地模块熔穿起火，模块熔穿点处于边沿，火花及电弧不可控，热量传导不及时，外壳被电弧灼烧，造成更大面积的燃烧，即第二种分析情况发生。
在与GP1柜和GP2柜并列的第三个柜GP3中，浪涌保护器零地模块劣化视窗变红，可见该模块熔穿点应在中心附近，处于可控状态，热量传导迅速到脱扣点，脱扣及时，并且未产生拉弧现象，此过程属于上述分析的第一种情况。
3 SPD起火实验验证技术人员抽取相同批次浪涌保护器做了如下实验：
1）外壳阻燃性试验，用温度约为800摄氏度的火焰烧灼浪涌保护器外壳，外壳开始燃烧，移除明火源，外壳火焰很快熄灭；
2）同样的明火源烧灼浪涌保护器芯片脱扣装置（芯片与脱扣装置连接完整），10分钟后焊锡仍然呈固态，未熔化形成脱扣；
3）拆除脱扣装置与芯片连接，单独烧灼脱开装置，10秒钟之内焊锡即熔化，脱扣成功。
从实验情况可以得出以下结论：
1）该批次浪涌保护器外壳具备阻燃性，符合行业要求。
2）普通热源下，浪涌保护器芯片能够吸取并散去大量热量。
3）单独用普通热源加热脱扣装置致其断开，说明浪涌保护器在热传导及时的情况下可以正常热脱扣。
4 起火原因及改进措施4.1 SPD起火原因
综合以上分析，配电柜内SPD起火原因为：高压侧架空电缆绝缘层破损漏电，以及其下端电线杆接地导体连接松动，泄漏的电流就进入了电缆的屏蔽层，使得校园配电房中变压器地电位陡升，由变配电房引出的中性线上带有高电压，致使其后端配电柜中连接的SPD模块N相上持续承受了故障高电压。
另外由于SPD的MOV芯片起火控制点不稳定，导致3台SPD分别出现了不同的故障，再加上产品本身热脱扣装置质量不到位，有些装置在脱扣的瞬间形成了拉弧现象，使得SPD直接起火燃烧，发生了严重的事故。
4.2 改进措施
鉴于此，笔者认为对于用电环境较差的郊区及农村，建议：
1）增设浪涌保护器零线模块短路保护措施，浪涌保护器零线模块加强检验力度，保证质量可靠。
2）在IT系统和TN系统中采用3+1模式浪涌保护器，该模式下的零线模块可采用开关型（如放电间隙型），这样就阻止在故障过电压形式下浪涌保护器的导通甚至烧毁，同时保证浪涌保护器在高幅值雷电脉冲电压作用下导通。
3）采用高质量芯片，优质的芯片可控制短路熔穿点处于芯片中心附近，避免起火事故发生。
4）改进SPD热脱扣装置的金属弹片的弹性和弹开距离至关重要，金属弹片弹性大可以加快脱扣时的弹开速度，结合较大的弹开距离，可以有效的减小拉弧产生的概率。
5）安保人员定期检查电力系统各处接地状况，发现情况及时处理。
5 结论本文中所讲的高压侧的故障电压导致低压侧浪涌保护器模块承受故障高电压，虽然高压侧接地故障和电缆绝缘破损同时发生这种现象比较特殊，但是浪涌保护器模块应该执行脱扣动作迅速有效，而非因芯片熔穿起火或拉弧出现而引起火灾事故，成为一个次生灾害源头。
本文编自《电气技术》，论文标题为“一起浪涌保护器起火事故分析”，作者为陆凯琦、潘国芳等。