第一部分事故經過2002年8月22日下午，某地區下起了暴雨，變電站上空電閃雷鳴。19時09分，10千伏大牛群線5334開關速斷保護動作跳閘，未強送。19時11分，10千伏龍山線5336開關速斷保護動作跳閘，未強送。19時17分，10千伏錦工甲線5331開關過流、速斷保護動作跳閘，未強送。19時20分，66千伏西錦線5316開關速斷保護動作跳閘，未強送。19時21分，66千伏錦十線5314開關速斷保護動作跳閘，未強送。19時21分，10千伏錦農線5337開關過流、速斷保護動作跳閘，未強送。19時24分，變電站上空出現了持續不斷雷電閃光并伴隨著陣陣雷聲，隨即10千伏高壓開關室內發生了弧光短路，持續了數秒鐘后，赤一變339開關跳閘，錦山變電站失壓弧光同時熄滅。0.5秒后，赤一變339開關自動重合閘成功，變電站的電源恢復。事后查出，發生弧光短路的位置在：10千伏火葬場線5333甲刀閘電源側的觸頭與10千伏C相母線之間。19時25分，10千伏火葬場線5333開關速斷保護動作跳閘，未強送。值班員根據當時的情況立即采取緊急措施：拉開10千伏101站線5335開關；拉開10千伏錦工乙線5338開關；拉開2#主變10千伏進線5322開關。此時，變電站除10千伏1＃主變進線開關在合位，其余的10千伏各出線開關和2#主變10千伏進線開關均在開位。19時28分，當變電站上空出現更強烈的雷電閃光并傳來震耳的雷聲時，火葬場線5333甲刀閘電源側的靜觸頭與10千伏C相母線之間，再一次發生了弧光短路。隨即，1＃主變瓦斯繼電器動作，輕瓦斯信號繼電器掉牌，1＃主變過流保護動作跳閘；次日早5時20分左右，值班員檢查66千伏高壓開關場，發現66千伏避雷器B相記錄器動作一次。經有關人員檢測，1＃主變二次對地絕緣擊穿。第二部分發生事故的原因分析第一次弧光短路的原因與分析某變電站10千伏側全部為“兩線一地”的供電方式，主變采用B相接地，接地點就在主變B相的輸出端。但是，10千伏母線均按三相敷設，而且10千伏各出線都有一段長度不等架空的“假三線”(架空的B相并不帶電)。當出線的甲、乙刀閘及開關都在合位時，架空的“假”B相線實際上等同于一條避雷線（架空地線）。由于地形所致，10千伏各出線的通道都在變電站的后山上，地勢較高（其中：龍山線、大牛群線、火葬場線和101站線尤為突出），所以遭受雷擊的頻率高。因此，應在變電站10千伏出線端架空的“假”B相裝設避雷器，或者在出線端將架空的“假”B相與室內母線斷開，并引至站外設獨立接地裝置接地?？墒?，該變電站10千伏各出線架空的”假”B相既沒有裝設避雷器，也沒與室內的母線斷開。所以在19時24分，當雷直接擊中或間接擊中正在運行中的某一10千伏出線的“假”B相時，雷電流波沿架空導線→出線乙刀閘→出線開關→出線甲刀閘→10千伏母線→接地裝置流入大地。當雷電流通過以上導體流入大地時產生了很高的電壓降，因此就形成了雷電過電壓。由于火葬場5333甲刀閘電源側的觸頭與C相母線之間的距離稍小些（此距離符合規程要求，只是與其它同一位置的距離相比稍小些），此間的大氣耐壓值（絕緣強度）低于雷電過電壓值，從而導致了弧光短路。其物理過程：首先是5333甲刀閘電源側的B相觸頭與C相母線之間發生氣體放電，在很高的雷電電壓波的作用下，隨即形成了兩相弧光短路，并迅速擴大為三相弧光短路。直到赤一變339開關跳閘后，變電站失壓弧光才熄滅。通過事故記錄和事故現象以及上述的分析，可以確定：雷直接擊中10千伏架空未裝設避雷器的“假”B相導線、雷電流波的峰值高以及該變電站接地裝置的接地電阻偏大，是造成雷電過電壓并引發第一次弧光短路的直接原因。第二次弧光短路的原因分析19時28分，因雷擊而引發的第二次弧光短路,是由于66千伏線路的B相落雷而絕非10千伏出線的“假”B相落雷。因為，事故時僅有1＃主變進線的甲、乙刀閘和開關在合位，而其余的開關均在開位，所以不可能是10千伏出線落雷，只能是66千伏線路落雷。通過66千伏避雷器B相記錄器的落雷記錄也可證明這一點。同樣是雷擊引發了弧光短路，但是其物理過程和結果卻大相徑庭。分析第二次雷擊并引發弧光短路的原因及物理過程：雷直接擊中66千伏線路的B相導線，雷電流波沿導線→進線甲刀閘→進線開關→進線乙刀閘→66千伏母線→避雷器內部間隙→避雷器內部非線性電阻元件（又稱閥片）→接地裝置流入大地。66千伏避雷器間隙擊穿放電電壓（工頻放電電壓）的有效值為140～173千伏；沖擊電流經閥片流入大地所產生的電壓降（又稱為殘壓），其峰值高達227千伏。由于66千伏設備的沖擊耐壓值高于66千伏避雷器殘壓的峰值，所以設備得以保護?？墒沁@一殘壓峰值卻大大高于10千伏設備的沖擊耐壓值。對于10千伏側三線供電的變電站，由于其66千伏設備與10千伏設備之間并沒有“電”的直接聯系，所以66千伏避雷器的殘壓不會造成10千伏設備的雷電過電壓，因此也不會發生10千伏側弧光短路的事故。但是由于該站10千伏側“兩線一地”供電的特殊性，所以當66千伏線路遭受雷擊后，通過雷電流波把66千伏避雷器、變電站接地裝置和主變二次側的B相聯接到一起，構成了66千伏設備與10千伏設備之間“電“的直接聯系，因此66千伏避雷器的殘壓能夠直接作用于10千伏設備；由于66千伏避雷器的殘壓峰值高以及該變電站接地裝置的接地電阻偏大，所以形成了雷電過電壓，這就是發生第二次弧光短路的直接原因。三、1＃主變燒毀的原因分析第一次雷電過電壓的有效值低于主變二次繞組的耐壓值，故沒形成電擊穿。但由于短路點在10千伏母線，根據赤峰電業局提供的系統參數和5000千伏安1＃主變的參數計算得知：母線三相短路的短路電流高達2500安以上，在持續了數秒且如此大的短路電流作用下，1＃主變的一、二次繞組承受了很大的電動力，并在其內部產生了較高的溫度。由于形成第二次雷電過電壓的峰值達到主變二次繞組沖擊耐壓值的5倍，導致了B相二次繞組與鐵芯和“地”之間的電擊穿，并造成了內部短路接地。在外部短路電流和內部短路電流的共同作用下，更大的電動力和更高的溫度再次疊加到主變繞組上。首先是二次繞組的層間熱擊穿，而后是一、二次繞組之間的熱擊穿，最終導致主變繞組燒毀。通過以上的分析可知：直擊雷形成的66千伏避雷器殘壓和“兩線一地”供電的特殊性，共同構成了主變燒毀的直接原因。