避雷器在天津濱海輕軌線應用過程中的簡單分析

白躍中

摘要：文中闡述了避雷器自身防護問題及其對電力系統的影響，簡單的論述了避雷器的保護特性，分析了氧化鋅避雷器在應用中的問題及解決問題的技術措施，探討了在天津濱海輕軌線在未來的建設中和維檢修中所要注意的問題。

關鍵詞：津濱輕軌；避雷器；過電壓；應用；問題分析

前言

第三代避雷器是所謂的無間隙避雷器，也稱之為氧化鋅避雷器。已被迅速引進到各種變電系統和接觸網系統中，在天津濱海輕軌線也大量采用。在各種較高的電壓等級的新建工程中和天津濱海線的后期工程中，氧化鋅避雷器正在成為專用避雷器。

1.避雷器在天津濱海線應用中的探討

1.1避雷器自身過電壓防護問題

對暫態過電壓危害有效防護辦法是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，使避雷器免受其危害。串聯間隙氧化鋅避雷器有此獨具優點。

1.2避雷器自身對供電系統不安全的影響

應用氧化鋅避雷器，從根本上避免保護作用產生接地故障或相間短路故障，且不用自動重合閘裝置就能減少線路雷害停電事故。因此作為全國較長的高架線路天津濱海輕軌線，全線的電力系統主要采用的就是氧化鋅避雷器，

1.3避雷器其連續雷電沖擊保護能力

氧化鋅避雷器保護動作只泄放雷電電流，雷電電流泄放（小于100us）完畢，立即恢復到可進行再次動作能力，故氧化鋅避雷器具有連續雷電沖擊保護能力。

2.避雷器保護特性

2.1避雷器的保護特性參數

各種型號的避雷器在同用途同電壓級時，其雷電殘壓參數相同或接近。除雷電殘壓外，還有其它保護參數，如工頻放電電壓值，沖擊放電電壓值，是否有雷電陡波殘壓值。

2.2避雷器動作特性運行穩定性

串聯間隙氧化鋅避雷器保護動作只泄放雷電流而無續流，動作負載輕，間隙不需具有滅弧及切斷續流能力，故間隙數量特少。符合國家的相關規定，故間隙較大，動作特性可保持長期運行穩定。

2.3串聯間隙氧化鋅避雷器

串聯間隙氧化鋅避雷器的間隙已將全部暫態過電壓限定在保護死區內免受其危害，故它可避免無間隙氧化鋅避雷器因拐點電壓偏低帶來一切缺點。

2.4避雷器運行情況的監測

氧化鋅避雷器可附帶脫離器，當其失效損壞時，脫離器自動動作（30mA時不大于8min）退出運行，以免造成更大損失和事故，提高運行安全可靠性。

3.避雷器的應用

3.1避雷器外形尺寸

天津濱海輕軌線的變電所內ABB的35kV開關柜，由于柜體采用ZX2型方案，柜體高2300mm，寬600mm，深1710nm～。采用氧化鋅避雷器高度不到640mm，這樣底部電纜室，斷路器室和頂部的母線室就有足夠的高度。

3.2避雷器的性能價格比較

串聯間隙氧化鋅避雷器因有間隙，大大改善閥片長期工作條件，產品制造時對閥片測試篩選要求相對低些，合格率高成本低，具有高的性能價格比。

3.3避雷器使用壽命問題

串聯間隙氧化鋅避雷器的間隙可保證閥片只在過電壓保護動作過程承受高電壓，時間極短（100us內），在其它情況下閥片對于電網電壓，或處于隔離狀態（純間隙時），或處于低電位狀態（復合間隙電阻分壓），大大改善閥片長期工作條件，還可免受暫態過電壓危害和溫度熱損傷，保證閥片溫度不超過55℃，從而保證避雷器壽命達近20年以上。

4.氧化鋅避雷器運行中的問題分析

我公司從施工開始就采用氧化鋅避雷器，運營至今有近4年，在35KV母線和接觸網系統上沒有發生一起避雷器事故。其運行壽命最長達近48個月。可能造成氧化鋅避雷器運行中出現問題的原因可歸納如下幾項：

4.1氧化鋅避雷器的密封問題

氧化鋅避雷器密封老化問題，主要是因為采用的密封技術不完善，或采用的密封材料抗老化性能不穩定，造成其密封不良而后使潮氣浸入，造成內部絕緣損壞，加速了電阻片的劣化從而引起故障。

4.2電阻片抗老化性能差

在氧化鋅避雷器運行在其產品壽命的后期，電阻片劣化造成泄漏電流上升，甚至造成與瓷套內部放電，放電嚴重時避雷器內部氣體壓力和溫度急劇增高，而引起氧化鋅避雷器本體爆炸，內部放電不太嚴重時可引起系統單相接地。

4.3高次諧波

由于天津濱海線接觸網系統采用的是直流供電，因此高次諧波問題并不存在，從而使因大型整流、變頻設備的沖擊負荷等的影響，使電網上的高次諧波值嚴重超標問題不會存在。

4.4抗沖擊能力差

電阻片在制造工藝過程中，由于其各工藝質量控制點控制不嚴，而使電阻片的耐受方波沖擊能力不強，在頻繁吸收過電壓能量過程中，加速了電阻片的劣化而損壞，失去了自身的技術性能。

5.技術措施

5.1設計選型

在設計選型上，應首選有多年穩定運行實踐的產品，在選擇避雷器的生產廠家時，應選擇有先進的工藝設備和完善的檢測手段的生產廠家，才能保證所選用的氧化鋅避雷器具有高的抗老化、耐沖擊性能。以使在產品的壽命周期內穩定運行。

5.2加強檢修力度

加強對氧化鋅避雷器的檢修和清洗力度，特別是在雷雨發生之后和易發生故障的部位（35kV母線段、氧化鋅避雷器壽命已到后期）增加巡檢次數。定期給氧化鋅避雷器進行各項電氣性能測試及保護校驗工作。

5.3防污措施

采用必要的避雷器的防污措施，如定期清掃或涂以防污閃硅油，在氧化鋅避雷器選型上選用防污型的氧化鋅避雷器，

5.4技術管理

加強對氧化鋅避雷器的技術管理工作，即對運行的每一只氧化鋅避雷器建立技術檔案，對出廠報告、定期測試報告以及保護校驗的記錄均要存人技術檔案，直至該避雷器到達使用壽命期退出運行。

6.結論

據國外有關技術資料統計，氧化鋅避雷器損壞的原因有雷電和操作過電壓，受潮、污閃、系統條件、本身故障等，但仍有一定比例損壞的原因不詳。又因氧化鋅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，都決定著氧化鋅避雷器的安全運行的可靠性，故需在今后的工作實踐中去研究、實驗、探索和總結，保障天津濱海線在未來的建設和運行過程中杜絕出現因避雷器故障而出項輕軌停止運營的事件發生。