摘 要：六鰲風電場損壞的氧化鋅避雷器安裝地點瀕臨海洋，受含鹽霧的長期侵襲，氧化鋅避雷器表面附著著間斷不均勻且導電性能較強的鹽污，尤其在空氣潮濕的條件下，氧化鋅避雷器電位分布發(fā)生改變呈不均勻分布，造成氧化鋅避雷器表面及上下法蘭處發(fā)生爬電放電。氧化鋅避雷器上下密封法蘭處長時的爬電放電，可將密封法蘭內(nèi)密封膠逐步電蝕，形成明顯的爬電通道。含鹽海潮沿爬電通道侵入氧化鋅避雷器上下法蘭處的密封膠內(nèi)。海潮中的鈉和氯離子在電場的作用下可透過密封膠析入氧化鋅避雷器內(nèi)部并在氧化鋅避雷器腔體內(nèi)運動。當氧化鋅避雷器不帶電時，運動的Na和Cl離子再結(jié)合成鹽附著于芯體表面，使氧化鋅避雷器芯體絕緣降低或失效，造成氧化鋅避雷器泄露電流超標。

關鍵詞：架空線路；氧化鋅避雷器；泄露電流

1 概述

六螯風電二、三期輸電方式由G、H、I、J、K五條35kV架空線送110kV升壓站。35kV架空線上均采用氧化鋅避雷器，其型號：YH5WZ-51/127W，生產(chǎn)廠主要為：南陽金冠電氣有限公司，氧化鋅避雷器總數(shù)156只。2014年35kV架空線路氧化鋅避雷器泄露電流試驗不合格53只，損壞率達到33.97%；2015年35kV架空線路氧化鋅避雷器泄露電流試驗不合格42只，損壞率為26.92%。

2 損壞氧化鋅避雷器試驗測試

六鰲風電場隨機選取8只泄露電流不合格的氧化鋅避雷器委托福建電科院進行了絕緣電阻測試、直流1mA參考電壓及U0.75%下泄漏電流測試。隨機挑選了2只氧化鋅避雷器進行密封試驗（浸泡法）。

試驗結(jié)果表明，該批氧化鋅避雷器確已全部損壞。從測試數(shù)據(jù)看，氧化鋅避雷器存在內(nèi)部受潮現(xiàn)象。為進一步檢查其內(nèi)部受潮情況，選取了其中3支氧化鋅避雷器進行解體分析。3支氧化鋅避雷器的產(chǎn)品編號分別為：44036J、44086J、44095J，解體發(fā)現(xiàn)3支氧化鋅避雷器內(nèi)部均有不同程度的受潮跡象，如圖1-圖8所示。

對解體后的氧化鋅避雷器閥片、熱縮套及絕緣套筒等進行絕緣電阻測試，測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)：3支氧化鋅避雷器的閥片熱縮套的絕緣電阻值分別僅有3.9MΩ，4.8MΩ和22.7MΩ。而閥片、絕緣套筒的絕緣電阻均良好，單個閥片的絕緣電阻值約為2-3GΩ，說明受潮部位主要在閥片熱縮套處。內(nèi)部閥片未出現(xiàn)異常，可排除應用環(huán)境下電壓應力的影響。

3 氧化鋅避雷器泄露電流超標原因分析

六鰲風電場35kV架空線路氧化鋅避雷器泄露電流超標，與當?shù)氐柠}霧、風速、濕度、溫度等自然環(huán)境過于惡劣有關。

3.1 當?shù)佧}霧對氧化鋅避雷器硅橡膠及上下法蘭的腐蝕嚴重

我國氣象環(huán)境監(jiān)測中心針對我國沿海地區(qū)劃分污穢登記的距離為5～10km，六鰲輸電線路及氧化鋅避雷器所安裝位置均屬于鹽霧地區(qū)內(nèi)，實際已經(jīng)超越達到四級甚至更嚴重。鹽霧指懸浮在大氣中的氣溶液狀的Na2O粒子。它的形成主要是因為風引起海面擾動和漲、落潮時，海水相互間的沖擊和海浪拍擊海岸，致使很多海浪粒子拖入空中，水分發(fā)蒸后，留下一些極小的鹽粒，在大氣團的平流和紊流交換作用下，這些鹽粒在空氣中散開來，并隨風流動形成沿海地區(qū)鹽霧。鹽霧對電氣設備的危害程度主要與沉積在電氣設備表面鹽粒的多少有關，沉積又與鹽霧含量、有無阻隔物、近?；蜻h海等諸多因素有關，其中影響最大的是阻隔物?，F(xiàn)場檢查氧化鋅避雷器安裝所在位置處，氧化鋅避雷器上下法蘭、硅橡膠傘裙上已經(jīng)被鹽霧腐蝕（如圖9所示），傘裙上有明顯沉積層，如長期積累和沉淀（如圖10所示）將導致在強電場作用下，硅橡膠傘裙上的沉積物被電離，形成導電性薄膜，產(chǎn)生電暈放電嚴重的將被擊穿，輕的泄露電流偏大。

3.2 風力引起導線擺動引起的震動導致氧化鋅避雷器的法蘭松動

南陽金冠電氣公司產(chǎn)品抗風能力36m/s為12級風力，漳州每年至少3-5個臺風登陸，風速瞬間風力可達14-16級，根據(jù)漳州氣象局測得數(shù)據(jù)2010年4月至2012年11月最大風速為52-63m/s，風速遠超12級，由此風力引起導線的大幅度擺動、氧化鋅避雷器本體受力引起震動，日積月累也會引起氧化鋅避雷器上下法蘭處密封有間隙，引起局部的潮濕，從而導致氧化鋅避雷器本體的泄露電流偏大。

3.3 溫度變化導致鹽霧腐蝕的加劇

由于金屬氧化物的氧化鋅電阻片在小電流區(qū)域具有負的溫度系數(shù)及氧化鋅避雷器內(nèi)部空間較小，散熱條件較差，加之有功損耗產(chǎn)生的熱量會使電阻片的溫度高于環(huán)境溫度。這些都會使氧化鋅避雷器的阻性電流增大，電阻片在持續(xù)運行電壓下從+20℃～+60℃，阻性電流增加79%，而實際運行中的氧化鋅避雷器電阻片溫度變化范圍是比較大的，阻性電流的變化范圍也很大。上下法蘭為鋁制國標產(chǎn)品，鋁在試驗室內(nèi)的海水中的數(shù)值為：-0.53，在實際的自然環(huán)境中超出這個溫度，會加速腐蝕性，夏季漳州月平均溫度為38.6℃，最高溫度超出40℃，所以自然環(huán)境的高溫也是加速氧化鋅避雷器老化的一個原因。

3.4 濕度加劇鹽霧對氧化鋅避雷器的腐蝕

由于氧化鋅避雷器長期裸露在外，長期風吹日曬和鹽霧污穢，氧化鋅避雷器外殼更容易腐蝕，從而導致鹽霧的顆粒進行沉積形成導電層，風電場所在的地區(qū)濕度達到年平均73%-85%在梅雨季節(jié)濕度甚至更高，濕度也是加劇氧化鋅避雷器老化加快的一個因素。

綜合以上原因分析，六鰲風電場損壞的氧化鋅避雷器安裝地點瀕臨海洋，距離海邊距離普遍為（100m-400m）處，受含鹽霧的長期侵襲，氧化鋅避雷器表面（包括上下法蘭）附著著間斷不均勻且導電性能較強的鹽污，尤其在空氣潮濕的條件下，氧化鋅避雷器電位分布發(fā)生改變呈不均勻分布，造成氧化鋅避雷器表面及上下法蘭處發(fā)生爬電放電。由于氧化鋅避雷器上下密封法蘭內(nèi)所涂的密封膠為單組分低分子硅橡膠（國內(nèi)通用），其耐電蝕能力較弱。氧化鋅避雷器上下密封法蘭處長時的爬電放電，可將密封法蘭內(nèi)密封膠逐步電蝕，形成明顯的爬電通道。含鹽海潮沿爬電通道侵入氧化鋅避雷器上下法蘭處的密封膠內(nèi)。由于密封膠為單組分低分子硅橡膠，分子鏈之間存在間隙，當密封膠燒蝕到一定程度時，海潮中的鈉和氯離子在電場的作用下可透過密封膠析入氧化鋅避雷器內(nèi)部并在氧化鋅避雷器腔體內(nèi)運動。當氧化鋅避雷器不帶電時，運動的Na和Cl離子再結(jié)合成鹽附著于芯體表面，使氧化鋅避雷器芯體絕緣降低或失效。

4 氧化鋅避雷器泄露電流超標防范措施

針對六鰲風電場35kV架空線路氧化鋅避雷器每年預防性試驗發(fā)生相當數(shù)量泄露電流超標問題，六鰲風電場組織南陽金冠電氣有限公司，福建電科院，外委項目部，電氣點檢等技術人員進行專題討論，采取并落實以下防范措施后，氧化鋅避雷器損壞率逐年下降。

（1）選用產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良的國內(nèi)知名品牌氧化鋅避雷器，早期由于使用普通品牌氧化鋅避雷器，損壞率居高不下。

（2）在35kV架空線路年度預防性試驗時，用清水擦拭氧化鋅避雷器表面沉積物，延長氧化鋅避雷器使用壽命。

（3）在氧化鋅避雷器上下法蘭連接處涂抹防水密封膠，極大提高氧化鋅避雷器的防水密封性能。

（4）對35kV架空線路氧化鋅避雷器的安裝方式進行改進，增加支柱絕緣子，減少氧化鋅避雷器外部受力而引起的振動導致密封性能下降。

參考文獻

[1]DL/T596-1996.電力設備預防性試驗規(guī)程[S].

[2]六鰲風電場2014年變電設備年度預防性試驗總結(jié)報告[Z].

[3]六鰲風電場2015年變電設備年度預防性試驗總結(jié)報告[Z].

[4]南陽金冠電氣有限公司氧化鋅避雷器（YH5WZ-51/127W）產(chǎn)品說明書[Z].

作者簡介：蔣龍鑫（1984-），男，福建大唐國際新能源有限公司，助理工程師，設備檢修主管，大學本科，從事風電場技改檢修技術管理工作。