避雷器在電力系統應用中的問題分析

摘要:避雷器在電力線系統中的應用和作用都非常之大，避雷器的種類也隨著電力工業的發展和科學技術的進步在不斷增多，其避雷效果、外形設計、重量及安裝方便也越來越被電力安裝和運行人員所認可。四師墾區電網(以下簡稱墾區電網)多以山區、丘陵和沙漠地帶為主，雷雨季節的避雷效果對墾區電網的安全、穩定運行至關重要。就此，本人根據多年的工作經驗對避雷器在電力系統中的應用談點個人意見，僅供同行參考。

關鍵詞:避雷器 電力系統 問題

1 應用中的問題探討

1.1 避雷器自身過電壓防護問題 避雷器是過電壓保護電器，但其自身也存在著過電壓防護問題，避雷器對于能量有限的過電壓如雷電過電壓和操作過電壓等能起到限壓保護的作用，但對于能量無限的過電壓，如暫態過電壓(工頻過電壓和諧振過電壓的總稱)，其頻率或為工頻的整數倍或分數倍，與工頻電源頻率總有合拍的時候，如果因為某些原因出現暫態過電壓，工頻電源能自動補充過電壓能量，即使避雷器泄流過電壓幅值不衰減或只弱衰減，暫態過電壓進入避雷器保護動作區，會對避雷器有反復的作用，甚至將避雷器損壞爆炸，所以暫態過電壓對避雷器有致命的危害。碳化硅避雷器暫態過電壓承受能力強，但是由于其穩定性差，常因沖擊放電電壓(保護動作區起始電壓)值下降，這樣也可能受到暫態過電壓的傷害。無間隙氧化鋅避雷器因其拐點電壓偏低，僅2.21～2.56Uxg(最大相電壓)，而有些暫態過電壓最大值達2.5～3.5Uxg，因此對暫態過電壓的承受能力較低。加結構性能穩定的串聯間隙將全部暫態過電壓限定在保護死區內才能避免暫態過電壓對避雷器的危害。

1.2 避雷器自身對電力系統不安全影響 保護間隙和管型避雷器在間隙擊穿后，保護回路再也沒有限流元件，保護動作都要造成接地故障或相間短路故障，會增多電路的故障率，影響電力系統的正常、安全運行。應用氧化鋅避雷器，會從根本上解決這一問題，并且不用自動重合閘裝置就能避免雷電對電路的危害。

1.3 避雷器其連續雷電沖擊保護能力 在高壓電力裝置受到連續雷電沖擊時，對其傷害更大。連續雷電沖擊是指兩次雷電入侵波間隔時間僅數百μs至數千μs，間隔時間極短。氧化鋅避雷器保護動作只泄放雷電流，雷電流泄放(小于100μs)完畢，立即恢復到可進行再次動作能力，因此這種避雷器有連續雷電沖擊保護的能力，對于多雷區域的避雷器防護有重要的作用。

2 避雷器運行中的問題分析

從各項主客觀因素對損壞的避雷器進行技術分析，造成避雷器運行中爆炸的原因主要有:

2.1 避雷器的密封問題。避雷器會受到密封老化問題的困擾，這主要是因為生產廠家的技術不完善，或者使用的密封材料老化造成的，在溫差變化較大時或運行時間接近產品壽命后期，造成其密封性能下降潮氣進入，造成內部絕緣損壞，電阻片受到危害，引起爆炸。

2.2 電阻片抗老化性能差。當避雷器運行接近其使用壽命時，電阻片劣化造成泄漏電流上升，甚至造成與瓷套內部放電，放電嚴重的時候，會造成內部的氣溫急劇上升，而引起避雷器本體爆炸。

2.3 瓷套污染。由于避雷器都是在室外工作，瓷套容易受到粉塵的影響，特別是設置在冶金廠區內變電所，由于有大量的金屬粉塵，嚴重的污染瓷套外部，并使瓷套表面的電流分布不均，勢必導致電阻片中電流的不均勻分布，使流過電阻片的電流較正常時大1—2個數量級，造成附加溫升，使吸收過電壓能力大為降低，這樣就加速了電阻片的劣化。

2.4 高次諧波。冶金企業電網隨著大噸位電弧爐、大型整流、變頻設備的應用及軋鋼生產的沖擊負荷等影響，使電網上的高次諧波值嚴重超標。由于電阻片的非線性，當正弦電壓作用時，還有一系列的奇次諧波，而在高次諧波作用時就更加速了電阻片的劣化速度。

3 要保證避雷器在網上安全可靠運行，應采取以下措施:

3.1 防污措施。對避雷器瓷套進行定期的清理，如定期清掃或涂以防污閃硅油，還可以選擇防污型的避雷器瓷套使用。

3.2 諧波治理。加強電網諧波的治理力度，在有諧波源的母線段增設動態無功補償和濾波裝置，以使電網的高次諧波值控制在國家標準允許范圍內。

3.3 技術管理 加強對避雷器的技術管理工作，保證避雷器的正常安全運行，即對運行在網上的每一只避雷器建立技術檔案，定期對避雷器的運行狀況和老化狀況進行檢查，直至該避雷器退出運行。避雷器使用壽命與許多因素有關，除制造質量，密封失效受潮及其它外界因素外，避雷器閥片的老化速度是影響壽命的關鍵因素。避雷器損壞的原因有很多，除老化，污損等外，還有很多的損壞原因不明確，因此對避雷器進行定期的檢查很重要。又因避雷器的劣化速度的離散性，及雷電、操作過電壓、諧波、運行環境等的隨機性，這些都決定著避雷器能否正常安全的運作，故我們在以后的工作中必須更深入的研究避雷器的防護工作，以使得避雷器在安全正常的運作中發揮出它的作用。