10kV配網(wǎng)用避雷器故障及解決措施

劉永軍

【摘 要】避雷器能保護(hù)配電網(wǎng)設(shè)備不被雷擊，減少和避免了雷擊下配電設(shè)備的故障和配電設(shè)備的跳閘率。然而避雷器在使用過程中也會出現(xiàn)故障，影響配電網(wǎng)及設(shè)備的穩(wěn)定運行。本文對避雷器故障進(jìn)行了分析并提出了提高避雷器有效性的措施。

【關(guān)鍵詞】避雷器；配電網(wǎng)；故障；策施

前言

雷電活動會引起線路跳閘，影響配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，為了降低在雷電過電壓下配電設(shè)備的故障發(fā)生率，為了降低雷擊作用下配電設(shè)備的跳閘率，提高配電網(wǎng)的穩(wěn)定和可靠性，需要在10kV配電網(wǎng)中裝上配電用避雷器。 然而10kV配電網(wǎng)中避雷器在雷擊下也會發(fā)生故障，配電網(wǎng)的穩(wěn)定和可靠性會降低，所以，為了有效防止雷擊下過電壓引起的避雷器故障，提高配電網(wǎng)的穩(wěn)定性，就需要了解避雷器的故障及解決避雷器故障的措施。

1.避雷器

避雷器是一種并聯(lián)連接在被保護(hù)設(shè)備附近的放電器。當(dāng)過電壓波沿線路入侵并超過避雷器的放電電壓時，避雷器就會放電把入侵波導(dǎo)入大地，這樣就可以起到對設(shè)備的過電壓的限制作用，保護(hù)了設(shè)備絕緣免遭擊穿破壞。 另一方面，當(dāng)入侵波消失后，以免造成工頻接地短路事故，所以避雷器還具有自行恢復(fù)絕緣能力。為了實現(xiàn)避雷器保護(hù)設(shè)備的作用，避雷器的擊穿電壓要比被保護(hù)設(shè)備的低外，避雷器在入侵波消失后還要具有較強的絕緣自恢復(fù)能力。除此之外，避雷器還應(yīng)具有平直的伏秒特性曲線和一定的通流容量。

2.避雷器的分類

目前使用的避雷器主要分為即保護(hù)間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器這四類。

2.1保護(hù)間隙避雷器和管型避雷器

保護(hù)間隙是一種由處于大氣中的主間隙和輔助間隙串聯(lián)而成的最簡單的避雷器。而管型避雷器有分別處于大氣中和產(chǎn)氣管內(nèi)的兩串聯(lián)間隙。它們優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、造價低。由于有處于大氣中的間隙，所以缺點是放電特性受環(huán)境影響大，放點分散性大。不僅如此，放電時產(chǎn)生的截波會對有線圈的設(shè)備造成危害。與此同時，因為處在不均勻磁場中伏秒特性曲線比較陡，因而不能與被保護(hù)設(shè)備的絕緣理想配合。保護(hù)間隙避雷器弧滅能力差，管型避雷器弧滅能力有所提高。保護(hù)間隙和管型避雷器作用是限制入侵的大氣過電壓，應(yīng)用場合是配電系統(tǒng)、線路和發(fā)電廠及變電所進(jìn)線段的保護(hù)。

2.2 閥型避雷器和氧化鋅避雷器

閥型避雷器主要由瓷套、大花間隙和閥型電阻片組成。當(dāng)雷電壓作用在閥型電阻上，電阻值會變小，從而把雷電流泄入大地，之后，作用在避雷器上電壓為正常電壓時，電阻會變得很大，限制工頻電流通過，因此線路又恢復(fù)了正常的對地絕緣。但當(dāng)過電壓作用于避雷器時，避雷器大花間隙被擊穿放電。優(yōu)點是運行經(jīng)驗成熟。缺點是密封不嚴(yán)，易進(jìn)潮失效引發(fā)漏電痕、擊穿、甚爆破。

氧化鋅避雷器一般可分為無間隙和有串聯(lián)間隙類。其中，無間隙氧化鋅避雷器有優(yōu)異的非線性曲線，在高電壓下導(dǎo)通，低電壓下不導(dǎo)通避免了大花間隙放電。此外，無間隙避雷器結(jié)構(gòu)也簡單，還有保護(hù)性好、吸收過電壓能量的優(yōu)點。

閥型避雷器和氧化鋅避雷器在220kV 及以下系統(tǒng)中主要用于限制大氣過電壓，而在超高壓系統(tǒng)中還可用來限制內(nèi)過電壓或作內(nèi)過電壓后備保護(hù)，所以適合于用作變電所、發(fā)電廠及變壓器的保護(hù)裝置。

3 .避雷器故障模式

3.1功能元件失效

避雷器的電阻片在長期工作下會老化，而當(dāng)漏流增大或參考電壓降低以及過電壓特別是雷電過電壓下的閃絡(luò)或擊穿時，電阻片會失效導(dǎo)致避雷器出現(xiàn)故障。而雷電過電壓下的閃絡(luò)或擊穿是配電網(wǎng)絡(luò)避雷器故障記錄中的最大原因。

3.2密封失效

避雷器內(nèi)部一旦有水分浸入則容易引起漏電起痕，介質(zhì)擊穿和內(nèi)部短路故障。而防止水分或潮濕空氣進(jìn)入避雷器內(nèi)部的元件是密封件/墊片，然而密封件會隨著時間的推移可能會變得脆弱而起不到密封避雷器的作用。

3.3 避雷器安裝處污穢增大

瓷套式和復(fù)合外套A型避雷器是一種心筒式結(jié)構(gòu)避雷器，其對污穢比較敏感。當(dāng)心筒式結(jié)構(gòu)避雷器處于新工廠、公路或鐵路線等污穢大的地方，避雷器就容易因為污穢而發(fā)生故障。

4.避雷器故障的應(yīng)對措施

4.1避雷器要可靠接地

為了確保避雷器在遭受雷擊時，能將雷電流順利引導(dǎo)入地，避雷器一定要接地而且還要可靠接地。避雷器在接地時，各個部位的鏈接一定要牢固、可靠，確保整個系統(tǒng)接地良好。所以，不僅避雷器的接地螺栓與避雷器的接地線直接固定時要接好，而且連接處要采取焊接、爆壓方式進(jìn)行處理。與此同時，連接螺栓時，不要采取纏繞、綁扎等連接方式。除此之外，要確保配電系統(tǒng)中的避雷器緊靠被保護(hù)設(shè)備并且避雷器的接地端和被保護(hù)設(shè)備的接地端用非常短且直的導(dǎo)線連接之后采用接地棒和%接地網(wǎng)接地。而接地棒和接地網(wǎng)的電阻要小，可以對接地端地電位的升高起限制作用，避免設(shè)備高壓側(cè)閃絡(luò)。

4.2提高避雷器的耐壓值

當(dāng)實際雷電流超過避雷器的耐壓值時，就容易導(dǎo)致避雷器遭受破壞，所以為了避免避雷器遭受雷電流的破壞除了避雷器接地順利導(dǎo)走雷電流外，還要提高避雷器的耐壓值。只有避雷器的耐壓值提高了，才能承受更大的雷電流而不會被破壞。

4.3加強避雷器的檢測

為了減少或避免避雷器故障的發(fā)生，需要加強避雷器的檢測和監(jiān)測。不僅在生產(chǎn)安裝時要確保避雷器的質(zhì)量，在使用前也要經(jīng)過檢測合格后才能投入使用。在使用過程中也要加強對避雷器的檢測，以保障避雷器的使用安全。而避雷器的主要診斷方法是以“基礎(chǔ)熱像”為根據(jù)的紅外診斷。在結(jié)構(gòu)及傳導(dǎo)熱能途徑的基礎(chǔ)上，分析避雷器的熱場及溫度升高變化情況并且進(jìn)一步參考相關(guān)測量結(jié)果，以有效分析避雷器的缺陷等問題，從而做好避雷器的更換工作。

4.4做好避雷器的選擇和提高避雷器的產(chǎn)品質(zhì)量

避雷器種類多各有優(yōu)缺點，要根據(jù)實際做好避雷器的種類的選擇。其次，安裝前要確保避雷器的質(zhì)量。 為了避免或減少避雷器使用中的故障，則需要提高避雷器的質(zhì)量。首先，避雷器的質(zhì)量與制造廠家的技術(shù)和工藝水平有很大的關(guān)系。要提高避雷器的質(zhì)量就要提高金屬氧化避雷器的制造技術(shù)和工藝水平，以提高避雷器關(guān)鍵部件指標(biāo)。不僅要提高密封材質(zhì)和性能指標(biāo)，而且產(chǎn)品的密封結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)也要提高，與此同時，也要提高避雷器的核心元件即電阻片的抗潮能力。除此之外，避雷器的密封問題也很重要，要重視并提高避雷器密封的檢漏檢測水平。不管是提高生產(chǎn)技術(shù)還是提高檢測水平，都是為了確保生產(chǎn)出的避雷器的質(zhì)量，以便提高避雷器在使用過程中的可靠性能。

4.5安裝避雷器用脫離器

避雷器用脫離器是一種在當(dāng)避雷器故障時，使避雷器與系統(tǒng)斷開并給出可見標(biāo)識的裝置。正常運行的避雷器通過雷電流時，脫離器不動作。而避雷器發(fā)生故障時或避雷器過負(fù)荷時，避雷器會永久短路導(dǎo)致系統(tǒng)跳閘。為了使避雷器發(fā)生故障時或避雷器過負(fù)荷時，避雷器能與地脫離，需要在避雷器的接地側(cè)安裝脫離器確保避雷器與地脫離，從而免避雷器下部接地端出現(xiàn)運行電壓放電，除此之外，避雷器用脫離器也可以避免更換后的新熔絲由于短路存在而再次熔斷。適合安裝在很難到達(dá)的地方或過負(fù)荷避雷器不能很快替換的地方。

5.結(jié)束語

雷擊會使10kV配電網(wǎng)設(shè)備發(fā)生跳閘或出現(xiàn)故障，而避雷器是一個保護(hù)配電網(wǎng)設(shè)備不受雷擊而跳閘或出現(xiàn)故障的設(shè)備。然而避雷器也會出現(xiàn)故障并且避雷器故障是配電網(wǎng)設(shè)備故障的首要因素。 所以為了避免或減少避雷器出現(xiàn)故障，不僅要加強避雷器的選購管理，而且要對避雷器進(jìn)行外觀檢查和溫度測量以便及時發(fā)現(xiàn)問題避雷器而更換之。與此同時，為了增大避雷器的泄放雷電流的能力，避雷器不僅要選用更大容量的避雷器，而且避雷器要安裝在進(jìn)線端的前端桿塔上并且接地。

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