葉 航

(國網(wǎng)浙江蘭溪市供電公司，浙江 金華 321100)

10 kV配電網(wǎng)避雷器常見故障分析及對策研究

葉 航

(國網(wǎng)浙江蘭溪市供電公司，浙江 金華 321100)

首先介紹了10 kV配電網(wǎng)避雷器的常見故障，進而對故障原因進行了分析，最后有針對性地提出了相應的預防對策。

10 kV配電網(wǎng)；避雷器；故障；對策

0 引言

作為一種極為有效的防雷措施，10 kV配電網(wǎng)中已經(jīng)越來越多地安裝10 kV避雷器來保護電力設備和輸電線路的運行安全。但實際運行實踐表明，10 kV避雷器本身具有缺陷，其引起的故障會導致避雷器無法對保護范圍以內(nèi)的電力設備和輸電線路進行很好的保護，甚至還會造成電力設備和輸電線路的損壞，若事故未得到及時控制而進一步擴大，還會造成10 kV配電網(wǎng)的大面積停電事故。因此，對10 kV避雷器常見故障產(chǎn)生的原因進行分析，并有針對性地采取措施進行預防，具有極強的現(xiàn)實意義。

1 10 kV配電網(wǎng)避雷器故障情況

10 kV避雷器的常見故障大都是由于遭受了雷擊、外部污閃或自身的產(chǎn)品質(zhì)量存在問題等造成。10 kV避雷器在遭受雷擊時，可能由于過大的雷電過電壓，導致避雷器內(nèi)部的氧化鋅閥片爆裂，或由于累積效應，使避雷器內(nèi)部的絕緣性能不斷劣化，最終造成避雷器的絕緣筒炸裂。而長期在污染比較嚴重的地區(qū)運行，也會造成10 kV避雷器外部積污，當積污達到一定程度時，在潮濕氣候下避雷器表面就容易形成沿面放電，導致外部污閃。此外，諸如密封不嚴等質(zhì)量問題所導致的內(nèi)部受潮致使10 kV避雷器熱擊穿的事故也時有發(fā)生。浙江省某地區(qū)過去3年共發(fā)生158起10 kV避雷器故障，其中，由于其內(nèi)部氧化鋅閥片爆裂所引起的共有119起，約占故障總數(shù)的75.32%；絕緣筒炸裂故障共24起，約占故障總數(shù)的15.19%；外部污閃所引起的共有15起，約占故障總數(shù)的9.49%[1]。

1.1 故障實例1

2013年5月某天，在雷陣雨氣候條件下，10 kV饋線A相發(fā)生接地短路故障，后經(jīng)巡線發(fā)現(xiàn)1個10 kV避雷器被擊穿，更換損壞的避雷器后，線路送電成功。將損壞的10 kV避雷器解體后發(fā)現(xiàn)，其硅橡膠材質(zhì)的外套已經(jīng)破裂，且有明顯的電弧通道在避雷器閥片的側(cè)面，但并沒有發(fā)現(xiàn)所有4片避雷器閥片存在破裂或破碎情況，這說明避雷器閥片的絕緣并未劣化。這是因為如果是閥片絕緣劣化所造成的避雷器擊穿，其故障表現(xiàn)形式應該是避雷器閥片爆炸而不是側(cè)閃。最終分析結(jié)論為10 kV避雷器的絕緣筒與閥片之間存在空氣氣隙，在呼吸作用下，潮氣侵入氣隙并積聚于避雷器閥片的側(cè)面，從而導致閥片側(cè)面的絕緣下降，在雷電過電壓作用下發(fā)生了側(cè)面閃絡，并形成電弧通道，導致避雷器被擊穿。

1.2 故障實例2

2013年8月某天，某10 kV饋線發(fā)生跳閘且重合閘不成功，經(jīng)巡線發(fā)現(xiàn)10 kV饋線#31桿的B相和C相10 kV避雷器有白色的放電痕跡。將避雷器拆下進行測量，其U1 mA為25.6 kV，0.75U1 mA下的泄漏電流為6 μA，絕緣電阻則大于1 000 MΩ，相比于其出廠時的技術(shù)參數(shù)相差并不大，因此說明避雷器閥片的絕緣并未損壞。后經(jīng)仔細查看現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，避雷器的安裝點高度比絕緣子要低，這使得污穢很容易在10 kV避雷器表面堆積，加之事故發(fā)生之前有連續(xù)數(shù)日的陰雨天氣，空氣濕度較大，當積污達到一定程度時，在濕度較大的條件下，發(fā)生了兩相短路故障，并導致10 kV線路跳閘。

2 10 kV避雷器故障原因分析

2.1 10 kV避雷器存在密封缺陷

10 kV避雷器在出廠時要進行質(zhì)量檢測，如檢測過程不夠嚴密或廠家本身所采取的密封技術(shù)就不完善，都有可能導致避雷器的絕緣筒與內(nèi)部的氧化鋅閥片間存在氣隙。而一旦存在氣隙，在長期運行過程中呼吸作用下，避雷器內(nèi)部就極易受潮，當潮氣積累到一定程度時，就會大大降低避雷器內(nèi)部的絕緣性能，最終導致雷電過電壓條件下的內(nèi)部氧化鋅閥片出現(xiàn)閃絡，并產(chǎn)生電弧，使避雷器受到損壞。

2.2 氧化鋅閥片抗老化性能差

10 kV避雷器運行過程中需要承受電網(wǎng)的工頻電壓、雷電過電壓、操作過電壓以及運行環(huán)境中潮氣的侵襲，這些因素都會加速避雷器內(nèi)部的氧化鋅閥片老化。而當氧化鋅閥片老化到一定程度，在遭受雷擊時，閥片表面的泄漏電流就會出現(xiàn)分布不均勻的情況，從而導致閥片局部電流密度遠大于所能承受的極限值，造成閥片損壞。因此，10 kV避雷器內(nèi)部的氧化鋅閥片必須具有很好的抗老化性能。若抗老化性能差，經(jīng)過長期運行后，避雷器發(fā)生故障的概率就會大大增加。

2.3 10 kV避雷器瓷套污染

若10 kV避雷器長期運行于污染較為嚴重的環(huán)境中，其外部瓷套極易產(chǎn)生積污。例如，當10 kV避雷器處于粉塵污染嚴重的環(huán)境中，像冶金廠區(qū)等，避雷器外部的瓷套就很容易積聚金屬粉塵，當所積聚的金屬粉塵達到一定程度時，在雨、雪、露、霧等氣候條件下，積污就會與水汽相融合，形成一個導電層，有較小的泄漏電流在瓷套表面流過。該泄漏電流所產(chǎn)生的熱效應會使水汽蒸發(fā)，從而形成一個局部的干燥區(qū)域，在干燥區(qū)域的兩端形成較強的電場，一旦電場強度達到了空氣放電的臨界場強，就會造成瓷套表面的沿面閃絡。長此以往，閃絡次數(shù)不斷增加，最終就會導致避雷器表面的老化閃絡，從而造成故障[2]。

3 10 kV避雷器常見故障的預防對策

3.1 重視10 kV避雷器的出廠試驗

10 kV避雷器的出廠試驗包括每只避雷器都必須進行的試驗和抽檢試驗兩種。其中，每只避雷器都必須進行的試驗包括避雷器工頻電壓耐受試驗、避雷器的

局部放電特性以及無線電干擾電壓試驗、避雷器直流參考電壓試驗、殘壓試驗、陡波沖擊殘壓試驗、操作沖擊殘壓試驗以及雷電沖擊殘壓試驗；抽檢試驗包括大電流沖擊耐受試驗、老化性能試驗、復合外套憎水性/密封試驗、絕緣性能試驗和機械性能試驗等[3]。

3.2 加強對10 kV避雷器運行工況的監(jiān)測

10 kV避雷器絕緣劣化的一個主要特征就是泄漏電流增大，這在避雷器運行過程中難以發(fā)現(xiàn)，從而會造成避雷器帶病運行很長一段時間，直至發(fā)生故障。因此，必須加強對10 kV避雷器運行工況的監(jiān)測，以及時發(fā)現(xiàn)避雷器運行中存在的故障隱患，最大程度地避免故障發(fā)生。例如，可以安裝10 kV避雷器在線監(jiān)測儀，同時加強對在線監(jiān)測儀的巡檢力度，特別是在雷暴天氣后，要對容易發(fā)生避雷器故障的地點增加巡檢次數(shù)。此外，還要定期對10 kV避雷器進行各種電氣性能測試，并校驗所安裝的在線監(jiān)測儀[4]。

3.3 提高10 kV避雷器的防污能力

為避免10 kV避雷器由于積污而發(fā)生閃絡，有必要采取有效的避雷器瓷套防污措施。例如，對避雷器瓷套進行定期清掃，或在其表面涂上一層防污閃硅油。同時，在進行10 kV避雷器選型時，對于污染情況較為嚴重的地區(qū)，可選用具有防污瓷套的10 kV避雷器。

4 結(jié)語

10 kV避雷器故障大都是由于其本身的質(zhì)量問題或其內(nèi)部氧化鋅閥片老化以及外部瓷套積污閃絡造成的。為提高10 kV避雷器的運行可靠性，應做好避雷器的設備選型及出廠試驗工作，同時綜合運用帶電檢測、在線監(jiān)測等手段來加強對避雷器運行工況的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)避雷器的絕緣劣化和損壞，并及時采取措施。

[1]許志榮，唐軍，陳德智，等.10 kV配電用避雷器常見故障類型分析[J].電瓷避雷器，2012(3)：62～66

[2]區(qū)偉潮.10 kV配電用避雷器故障分析[J].高電壓技術(shù)，2006(7)：127～128

[3]張揚，楊海銘.10 kV氧化鋅避雷器故障分析與處理[J].電工技術(shù)，2013(4)：3

[4]唐信，范亞洲.一起線路氧化鋅避雷器故障的原因分析及防范措施探討[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012(6)：1～3

2014-06-18

葉航(1978—)，男，浙江義烏人，助理工程師，研究方向：配網(wǎng)安全。