農網配電系統氧化鋅避雷器故障檢查與防范

【摘 要】在我地區農網配電系統中，以配電線路跳閘故障數據為樣本，統計分析造成線路跳閘的主要原因是由避雷器發生故障。因此，本文針對避雷器故障原因進行分析，提出防范措施，以確保電力線路正常運行。

【關鍵詞】電力線路；氧化鋅避雷器；故障

1. 氧化鋅避雷器特性

氧化鋅避雷器由閥片、絕緣桿、瓷套等部件構成。閥片以氧化鋅材料為主要成份制成，為氧化鋅閥片的伏安特性。當避雷器工作在額定工作電壓下，氧化鋅閥片通過電流在50uA，近似為零；也可以說在額定工作電壓下氧化鋅閥片為一絕緣體C電流lmA的區域為小電流區，非線性系數最高為0.2；電流在lmA～3kA為非線性區域，非線性系數在0.02～0.05；電流>3kA為飽和區域，電流隨電壓增長而增長較緩慢。該伏安特性使氧化鋅避雷器具有以下特點：

（1）由于在額定工作電壓下氧化鋅閥片所起作用為絕緣體，故在氧化鋅避雷器中無需串聯火花間隙隔離工作電壓，即氧化鋅避雷器為無間隙避雷器。

（2）氧化鋅避雷器在整個過電壓過程中均有電流流過，因而降低了作用在電氣設備上的過電壓。

（3）氧化鋅閥片導通后其電流與殘壓無關，基本為一定值；當電壓低于導通電壓后即終止導通而恢復為絕緣體，具有無續流特性，因而對其熱容量要求較小。

（4）氧化鋅避雷器通流量大，耐操作波能力強。

由于氧化鋅避雷器無間隙、無續流，進而使其具有體積小、重量輕、結構簡單、運行維護方便等優點，使其得到越來越廣泛的應用。

2. 故障事例分析

在我地區農網配電系統中，安裝運行的2130只復合外套無間隙氧化鋅避雷器，共發生擊穿故障23次，其中6kV的13次、10kV的10次，共發生在10條線路上，累計擊穿的氧化鋅避雷器共25只，其中6kV的15只、10kV的10只。6kV和10kV的故障率分別為1.06%和1.38%。從發生的氣象條件來看：15次是雷雨天氣、5次是晴天、3次是陰天，分別占故障次數的65.22%、21.74%和13.04%。

2001年5月13日某一線路同時發生6只避雷器擊穿后，決定對6kV洞子溝線路擊穿的氧化鋅避雷器進行分析，聯系廠家共同對這6只避雷器進行了詳細的檢查、分析，具體情況如下：

2.1氧化鋅避雷器外觀檢查

（1）事故避雷器均沒有沿硅橡膠外套（裙加套）表面從上到下閃絡擊穿。

（2）6只避雷器硅橡膠傘裙完好，膠套（厚5mm）的中間一段有從里到外擊穿的孔洞。小孔直徑約3mm，大孔直徑約8mm。膠套上的孔和避雷器芯體絕緣管上的工藝孔對應。擊穿孔的情況見表1。

（3）事故避雷器硅橡膠外套的彈性、韌性、強度均較好。擊穿周圍呈黑色，孔邊緣少量硅橡膠炭化。

2.2 氧化鋅避雷器解體后內部檢查

經值班人員對全站避雷器進行雷雨后檢查，檢查發現110kV北母避雷器B相在線監測儀泄漏電流超標達1.4mA，隨后安排人員對索110kV北母避雷器三相進行紅外測溫，通過紅外圖譜分析發現，B相避雷器上部第三片瓷瓶較其它兩相有明顯發熱點（36.8℃，正常相28℃），環境溫度（20℃），據此，初步判斷B相避雷器內部可能存在絕緣損壞的缺陷。圖1、圖2為B相避雷器紅外圖譜，圖3為正常相避雷器紅外圖譜。

對避雷器停電試驗，在1mA直流電流下直流參考電壓為36kV，遠遠低于規程要求的145kV。確認該相避雷器內部存在缺陷。

經解體檢查，發現避雷器下部密封圈有嚴重變形，法蘭內部有明顯的銹蝕痕跡，部分緊固螺絲也有銹蝕痕跡。說明避雷器內部已經嚴重受潮。

3. 導致避雷器故障原因及對策

3.1避雷器受潮原因分析

通過以上幾起避雷器故障情況的分析，避雷器內部受潮是造成避雷器故障和損壞的主要原因，而導致避雷器受潮的主要原因有以下幾個主要方面：

（1）避雷器的密封膠圈永久壓縮變形的指標達不到設計要求，裝入避雷器后，隨著時間的增加，密封膠圈喪失彈性，造成密封失效，潮氣和水分侵入。

（2）避雷器的端蓋加工粗糙有毛刺，將防爆板刺破，導致潮氣和水分侵入。

（3）組裝時將密封圈移位，或是沒將充氮氣的孔封死，或是密封膠長期使用后失效。

（4）組裝工藝要求不嚴。組裝車間環境濕度太大，或經過長途運輸后附有潮氣的避雷器絕緣件（如絕緣筒），未經干燥處理或處理不徹底就轉入瓷套，使潮氣被封在瓷套里。

（5）充氮的氣瓶未經干燥處理就灌入干燥的氮氣，致使氮氣受潮，對避雷器充氮時將潮氣帶到避雷器本體中。

3.2采取的對策

為了避免避雷器發生故障，一方面應加強設備選型和訂貨的監督；另一方面應加強運行監督，從上面的分析來看，避雷器受潮是一個發展過程，特別是運行十年以上的避雷器，其受潮的概率較高，因此，應加強運行的監督，主要包括：

（1）定期巡視，并將避雷器計數器的泄漏電流數據進行記錄，每月對數據進行分析，繪制曲線。對泄漏電流電流突然增大的應及時匯報，開展帶電測試或停電試驗。

（2）每年雷雨季節前，應加強避雷器