對(duì)于避雷器瓷套采用粘接工藝可靠性的研究

賽力克·巴合提 張晗 張強(qiáng) 劉開(kāi)鵬

【摘?要】避雷器是過(guò)電壓保護(hù)電器，當(dāng)電網(wǎng)電壓升高達(dá)到避雷器規(guī)定的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器動(dòng)作，釋放電壓負(fù)荷，將電網(wǎng)電壓升高的幅值限制在一定水平之下，從而保護(hù)設(shè)備絕緣所能承受的水平。

【關(guān)鍵詞】避雷器瓷套;雷器粘結(jié)工藝

引言

目前，涉及高電壓等級(jí)的是避雷器瓷套大都是采用有機(jī)（或無(wú)機(jī)）粘接式的，這樣的避雷器瓷套存在著機(jī)械性能差，抗彎強(qiáng)度低，粘接部分易斷裂，從而影響產(chǎn)品的電氣性能，不能有效滿足對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)要求和使用要求。

1 故障發(fā)現(xiàn)及檢查情況

1.1避雷器檢查情況

750千伏避雷器型號(hào)Y20W2-648/1491BC，平高東芝（廊坊）避雷器有限公司生產(chǎn)。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)避雷器從下往上第一節(jié)斷裂倒塌，第二節(jié)中部摔斷，第三節(jié)中部摔碎、第四節(jié)由于均壓環(huán)保護(hù)外觀未受損。

1.2電壓互感器檢查情況

現(xiàn)場(chǎng)檢查線路電壓互感器型號(hào)為WVL750-5H，日新電機(jī)（無(wú)錫）有限公??司生產(chǎn)。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)電壓互感器頂蓋嚴(yán)重撕裂，如下圖所示：

1.3 引線及金具檢查情況

現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)避雷器頂部L型金具發(fā)生兩頭斷裂、電壓互感器頂部連接金具嚴(yán)重變形、A相上方高空連接弓字線受力變形。

2解體試驗(yàn)情況

2.1避雷器拆解

將氧化鋅閥片芯柱從外瓷套抽出，發(fā)現(xiàn)編號(hào)為G011避雷器從下往上第一節(jié)氧化鋅閥片之間鋁墊塊上面有黑色不明物質(zhì)，且芯柱有明顯移位現(xiàn)象。廠內(nèi)技術(shù)人員反饋為運(yùn)輸過(guò)程中避雷器遭受沖擊，鋁墊塊與絕緣桿摩擦產(chǎn)生黑色物質(zhì)。現(xiàn)場(chǎng)將絕緣桿拆除，用絕緣桿摩擦鋁墊塊，發(fā)現(xiàn)在鋁墊塊與絕緣桿摩擦位置確實(shí)產(chǎn)生相同黑色物質(zhì)。廠內(nèi)技術(shù)人員對(duì)黑色物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，為醇酸樹(shù)脂，廠內(nèi)將黑色物質(zhì)置于閥片上做絕緣試驗(yàn)，驗(yàn)證黑色物質(zhì)未對(duì)絕緣造成影響。

2.2外瓷套試驗(yàn)

2019年8月21日在中國(guó)電力科學(xué)研究院對(duì)四節(jié)粘接式外瓷套（編號(hào)為G011-3、G011-4、G003-3、G003-4）進(jìn)行超聲波探傷及彎曲負(fù)荷試驗(yàn)。

2.2.1外瓷套超聲波探傷試驗(yàn)

經(jīng)外瓷套超聲波探傷試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)外瓷套異常情況。

2.2.2外瓷套試驗(yàn)

（1）70%、100%負(fù)荷耐受試驗(yàn)

按照彎曲試驗(yàn)要求：需對(duì)外瓷套進(jìn)行四個(gè)方向逐個(gè)彎曲試驗(yàn)，施加的彎矩值為耐受彎矩值的70%，并保持10秒。在第四個(gè)方向時(shí)當(dāng)彎矩值達(dá)到耐受彎矩值的70%后，將負(fù)荷增大至100%，耐受彎矩值，保持60秒。

編號(hào)為G003-3、G003-4避雷器外瓷套70%、100%負(fù)荷耐受試驗(yàn)通過(guò)。

（2）彎曲破壞試驗(yàn)

按照彎曲破壞試驗(yàn)要求，需對(duì)外瓷套進(jìn)行四個(gè)方向逐個(gè)彎曲試驗(yàn)，施加的彎矩值為耐受彎矩值的70%，并保持10秒。在第四個(gè)方向時(shí)當(dāng)彎矩值達(dá)到耐受彎矩值的100%后，保持10秒，將彎矩值增大至151 kN.m，直至破壞。

由上表可以看出，編號(hào)為G011-3、G011-4避雷器外瓷套彎曲破壞試驗(yàn)通過(guò)，破壞部位均為外瓷套膠裝部位。

3 原因分析

3.1避雷器斷裂傾倒過(guò)程

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控、避雷器及相關(guān)金具斷裂情況分析，避雷器自下而上第一節(jié)瓷瓶首先斷裂，斷裂處上部避雷器在自重作用下引起頂部金具受力斷裂，造成避雷器倒塌，砸落在避雷器旁邊構(gòu)架立柱上。

3.2避雷器膠粘工藝不良

故障避雷器由下向上第一、二節(jié)瓷套中間采用膠粘工藝，分別為本節(jié)瓷套最薄弱部位。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)第一、二節(jié)瓷套斷裂部位均為正中位置，且瓷套斷裂面整齊、“V”型粘接口表面光滑平整未有效融合粘接，形成“兩張皮”開(kāi)膠狀態(tài)，在微風(fēng)（東北風(fēng)3級(jí)）作用下發(fā)生斷裂倒塌。

4 暴露問(wèn)題的分析

4.1 避雷器膠粘工藝不良

平高東芝（廊坊）避雷器有限公司對(duì)外購(gòu)的避雷器瓷套外協(xié)件工藝質(zhì)量驗(yàn)證不足，首次將330千伏避雷器瓷套膠粘工藝應(yīng)用到750千伏避雷器上，未進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)驗(yàn)證，埋下了斷裂的安全隱患。

4.2缺少運(yùn)行維護(hù)檢測(cè)手段

經(jīng)查新疆公司范圍僅有的42相采用膠粘工藝生產(chǎn)的避雷器均為平高東芝（廊坊）避雷器有限公司生產(chǎn)（瓷套均為撫順電瓷廠生產(chǎn)），屬首臺(tái)套設(shè)備沒(méi)有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，缺乏空心式瓷套強(qiáng)度、膠粘工藝質(zhì)量等有效檢測(cè)手段，難以掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

5 結(jié)論

結(jié)合上述案例，應(yīng)做好相應(yīng)的防范措施，首先應(yīng)強(qiáng)化人身安全風(fēng)險(xiǎn)管控。

將采用膠粘工藝生產(chǎn)的42相避雷器列為重點(diǎn)管控對(duì)象，用硬質(zhì)固定圍欄進(jìn)行隔離（隔離范圍應(yīng)大于避雷器倒塌半徑），在圍欄外利用站內(nèi)視頻或望遠(yuǎn)鏡等設(shè)備加強(qiáng)巡視檢查，嚴(yán)禁靠近巡視和攀爬修試，嚴(yán)防人身傷害和設(shè)備損壞事件。

通過(guò)上述案例，可知避雷器瓷套采用粘接工藝可靠性不高，應(yīng)將備用間隔剩余同窯次采用膠粘工藝粘接避雷拆除。建議后續(xù)項(xiàng)目采購(gòu)避雷器不再使用膠粘工藝瓷套，應(yīng)采用一體燒制成型的成熟有良好運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的瓷套做好750千伏高壓套管、避雷器等空心式瓷瓶技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)工作，嚴(yán)防類似故障發(fā)生。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)新疆檢修公司）