劉悅洋

摘要：復(fù)合外套氧化鋅避雷器的運(yùn)行特性、監(jiān)測(cè)與維護(hù)方法直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，本文針對(duì)避雷器自身防護(hù)及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響進(jìn)行了分析， 簡(jiǎn)述了避雷器的保護(hù)特性， 并對(duì)復(fù)合外套氧化鋅避雷器在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的問(wèn)題及其解決問(wèn)題的技術(shù)措施分析。

關(guān)鍵詞：避雷器；特性；運(yùn)行問(wèn)題分析；技術(shù)措施

前言

復(fù)合外套氧化鋅避雷器是20 世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的8新技術(shù)、新工藝、新材料集成的產(chǎn)品，復(fù)合外套氧化鋅避雷器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為CMOA），它凝聚了復(fù)合絕緣子與氧化鋅避雷器的優(yōu)點(diǎn)。用復(fù)合外套避雷器的主要特點(diǎn)氧化鋅和瓷套氧化鋅避雷器相比，除了氧化鋅避雷器的優(yōu)點(diǎn)，還具有以下特點(diǎn)：（1）具有體積小，重量輕的優(yōu)點(diǎn)；（2）抗污染性能好，污染，憎水性恢復(fù)的；（3）具有防爆性能好，不傷害鄰近的電氣設(shè)備；（4）良好的耐候性，在瓷套式避雷器由于呼吸抑制效應(yīng)的消除。因此，氧化鋅復(fù)合外套避雷器已廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)的運(yùn)行。

一、復(fù)合外套氧化鋅避雷器在交流電力系統(tǒng)的應(yīng)用

1.避雷器自身對(duì)電力系統(tǒng)的不安全影響

以前應(yīng)用的保護(hù)間隙和管型避雷器在間隙擊穿后，保護(hù)回路再也沒(méi)有限流元件， 滅弧的時(shí)間長(zhǎng)， 間隙擊穿的同時(shí)有大的續(xù)流通過(guò)， 保護(hù)動(dòng)作將會(huì)造成電力系統(tǒng)接地故障或相間短路故障， 保護(hù)作用的同時(shí)增多了電力系統(tǒng)故障率， 影響電力系統(tǒng)的正常、安全運(yùn)行。應(yīng)用氧化鋅避雷器后， 因?yàn)榇吮芾灼鞯姆蔷€性好， 對(duì)過(guò)電壓反應(yīng)快， 對(duì)波頭很陡的過(guò)電壓也能限制。行波電流通過(guò)后， 氧化鋅避雷器的電阻片阻值迅速恢復(fù)， 故基本無(wú)續(xù)流， 因此杜絕了保護(hù)動(dòng)作造成的電力系統(tǒng)接地故障和相間短路故障率。避雷器這種特性對(duì)短時(shí)間內(nèi)可能重復(fù)發(fā)生的雷擊或操作波過(guò)電壓的保護(hù)更適合。

2.避雷器具有連續(xù)耐受大電流沖擊的能力

電力系統(tǒng)的高壓電力裝置可能遭受到連續(xù)的雷電沖擊。連續(xù)雷電沖擊是指兩次雷電入侵波間隔時(shí)間僅數(shù)百μs至數(shù)千μs， 間隔時(shí)間極短。碳化硅避雷器保護(hù)動(dòng)作既泄放雷電流又泄放工頻續(xù)流， 切斷續(xù)流耗費(fèi)的時(shí)間最大可達(dá)10000μs， 一次保護(hù)循環(huán)時(shí)間要遠(yuǎn)大于10000μs， 才能恢復(fù)到可再次動(dòng)作的能力， 故碳化硅避雷器沒(méi)有連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力。而氧化鋅避雷器的閥片通流容量大， 按單位體積計(jì)算， 約為碳化硅閥片的4倍。氧化鋅避雷器保護(hù)動(dòng)作時(shí)只泄放雷電流，雷電流泄放（小于100μs）完畢， 沒(méi)有工頻續(xù)流， 立即回復(fù)到可進(jìn)行再次動(dòng)作的能力， 故氧化鋅避雷器具有連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力， 這對(duì)于多雷區(qū)或雷電活動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)的防雷保護(hù)尤為重要。

3.避雷器自身的過(guò)電壓防護(hù)

避雷器是過(guò)電壓保護(hù)電器， 其自身也存在著過(guò)電壓防護(hù)問(wèn)題。對(duì)于能量有限的過(guò)電壓， 如雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓， 避雷器泄流能起限壓保護(hù)作用。對(duì)能量是無(wú)限有能源補(bǔ)充的過(guò)電壓， 如電力系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)電壓（工頻過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓的總稱(chēng)）， 其頻率或?yàn)楣ゎl或?yàn)楸额l或分頻， 與工頻電源頻率總有合拍的時(shí)候， 如因某些原因而激發(fā)暫態(tài)過(guò)電壓， 工頻電源能自動(dòng)補(bǔ)充過(guò)電壓能量， 使避雷器泄流過(guò)電壓幅值不衰減或只弱衰減， 暫態(tài)過(guò)電壓如果進(jìn)入避雷器保護(hù)動(dòng)作區(qū)， 勢(shì)必造成避雷器長(zhǎng)時(shí)反復(fù)動(dòng)作直至避雷器閥片過(guò)熱產(chǎn)生熱崩潰， 避雷器損害爆炸， 因此暫態(tài)過(guò)電壓對(duì)避雷器有致命危害。如果已將全部暫態(tài)過(guò)電壓限定在保護(hù)死區(qū)內(nèi)不受其害的避雷器，稱(chēng)之為暫態(tài)過(guò)電壓承受能力強(qiáng)， 反之稱(chēng)暫態(tài)過(guò)電壓承受能力差。碳化硅避雷器暫態(tài)過(guò)電壓承受能力強(qiáng)， 但由于運(yùn)行中動(dòng)作特性穩(wěn)定性差， 常因沖擊放電電壓（保護(hù)動(dòng)作區(qū)起始電壓）值下降， 仍可能遭受暫態(tài)過(guò)電壓的危害。無(wú)間隙氧化鋅避雷器因其拐點(diǎn)電壓（可近似地把參考電壓當(dāng)作拐點(diǎn)電壓）偏低， 僅2.21～2.56Uxg（最大相電壓）， 而有些暫態(tài)過(guò)電壓最大值達(dá)2.5～3.5Uxg， 故有暫態(tài)過(guò)電壓承受能力差的缺點(diǎn)。對(duì)暫態(tài)過(guò)電壓危害有效的防護(hù)辦法是增加結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定的串聯(lián)間隙， 將全部暫態(tài)過(guò)電壓限定在保護(hù)死區(qū)內(nèi)， 使避雷器免受其害。帶串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器就有此獨(dú)具優(yōu)點(diǎn)。

二、避雷器的保護(hù)特性

1.避雷器的保護(hù)特性參數(shù)

避雷器生產(chǎn)廠生產(chǎn)的避雷器是按國(guó)標(biāo)的規(guī)定進(jìn)行生產(chǎn)的， 所以各種型號(hào)的避雷器在同用途同電壓等級(jí)時(shí)，其雷電殘壓參數(shù)相同或接近。有人認(rèn)為既然雷電殘壓值一樣， 它們的保護(hù)作用和效果也應(yīng)是一樣的， 隨意選用哪種型號(hào)都可以， 這是一種偏見(jiàn)。因?yàn)槌死纂姎垑和猓€有其他保護(hù)參數(shù)， 如工頻放電電壓值， 沖擊放電電壓值是考察避雷器暫態(tài)過(guò)電壓承受能力， 保證長(zhǎng)期正常運(yùn)行的參數(shù)；又如是否有雷電陡坡殘壓值， 是標(biāo)示著避雷器防雷保護(hù)功能完不完全的重要參數(shù)。綜合看來(lái)， 只有帶有串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器才具備了上述的保護(hù)特性參數(shù)， 也就是說(shuō)帶有串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器具有齊全的防護(hù)功能。

2.避雷器動(dòng)作特效運(yùn)行穩(wěn)定

帶串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器保護(hù)動(dòng)作時(shí)只泄放雷電流而無(wú)續(xù)流， 動(dòng)作負(fù)載輕， 且間隙不需具有滅弧及切斷續(xù)流的能力， 故間隙無(wú)燒損， 且間隙數(shù)量少， 3～10kV避雷器僅一個(gè)間隙， 35kV避雷器有三個(gè)串聯(lián)間隙， 間隙工頻放電電壓值與碳化硅避雷器相同， 符合GB7327的規(guī)定， 故間隙隙距大， 動(dòng)作特性可保持長(zhǎng)期穩(wěn)定。

3.串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器

碳化硅避雷器因其間隙結(jié)構(gòu)（隙距小， 數(shù)量多）帶來(lái)的一些缺點(diǎn)：如沒(méi)有雷電陡坡保護(hù)功能；沒(méi)有連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力；動(dòng)作特性不穩(wěn)定可能遭受暫態(tài)過(guò)電壓的危害；動(dòng)作負(fù)載重、壽命短等。無(wú)間隙氧化鋅避雷器因其拐點(diǎn)電壓較低， 有暫態(tài)過(guò)電壓承受能力差， 損害爆炸率高和壽命短等缺點(diǎn)。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器既有間隙又用氧化鋅閥片， 其間隙數(shù)量少， 當(dāng)過(guò)電壓達(dá)到?jīng)_擊放電電壓時(shí)間隙無(wú)時(shí)延擊穿， 同時(shí)因隙距大動(dòng)作特性穩(wěn)定。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器已將全部暫態(tài)過(guò)電壓限定在保護(hù)死區(qū)內(nèi)免受其害， 故它避免無(wú)間隙氧化鋅避雷器因拐點(diǎn)電壓偏低帶來(lái)的一切缺點(diǎn)。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器具有前兩種避雷器保護(hù)性能優(yōu)點(diǎn)， 而避免它們的缺點(diǎn)得以重視。

4.避雷器運(yùn)行工況監(jiān)測(cè)

無(wú)間隙的氧化鋅避雷器在正常的工作電壓下， 通過(guò)閥片的泄漏電流不超過(guò)50μA。避雷器失效的主要特征是泄漏電流增大， 運(yùn)行中不易發(fā)現(xiàn)， 有時(shí)可能長(zhǎng)時(shí)間帶病運(yùn)行。為防止事故發(fā)生， 故有必要監(jiān)測(cè)其運(yùn)行工況———加裝氧化鋅避雷器漏電流在線監(jiān)測(cè)儀。

氧化鋅避雷器也可附帶脫離器， 當(dāng)其失效損壞時(shí)脫離器自動(dòng)動(dòng)作（30mA時(shí)不大于8min）退出運(yùn)行， 以免造成更大的損失和事故， 提高運(yùn)行安全可靠性。

三、技術(shù)管理

加強(qiáng)對(duì)氧化鋅避雷器的技術(shù)管理工作， 既對(duì)運(yùn)行在網(wǎng)上的每一只氧化鋅避雷器建立技術(shù)檔案， 對(duì)出廠報(bào)告、定期測(cè)試報(bào)告及在線監(jiān)測(cè)儀的運(yùn)行記錄均要存入技術(shù)檔案， 直至該避雷器推出運(yùn)行。

據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料統(tǒng)計(jì)， 氧化鋅避雷器損害的原因有雷電和操作過(guò)電壓， 受潮、污閃、系統(tǒng)條件、本身故障等， 但應(yīng)有一定比例損害的原因不詳， 故應(yīng)有其在運(yùn)行中對(duì)事故原因不明確的問(wèn)題。又因氧化鋅避雷器的劣化速度的離散性及雷電、操作過(guò)電壓、諧波、運(yùn)行環(huán)境等的隨機(jī)性， 都決定著氧化鋅避雷器安全運(yùn)行的可靠性， 故需在今后的工作實(shí)踐中去研究、實(shí)驗(yàn)、探索和總結(jié)， 以使得其在運(yùn)行中的不安全因素得以預(yù)防和完善。

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