氧化鋅避雷器爆炸原因分析

2023-05-29 11:23:09

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　　目前，10 kV配電網大量使用配電用氧化鋅避雷器，以免配電設備在雷電過電壓下發生損壞。在運行中，因氧化鋅避雷器質量問題及運行維護不到位而使一些氧化鋅避雷器發生擊穿故障。擊穿后，10kV線路通過氧化鋅避雷器發生接地，須停電才能處理隔離故障，故在一定程度上降低了供電可靠性。

　1 氧化鋅避雷器故障原因分析

　例1：某10 kV線路發生接地故障。巡線發現一個氧化鋅避雷器擊穿。更換故障氧化鋅避雷器后，線路送電成功。

對故障氧化鋅避雷器進行解體，發現其硅橡膠外套破裂，沿氧化鋅避雷器閥片側面有明顯電弧通道，未見閥片有破裂或破碎情況。因所有閥片(共4片)均未出現破碎現象，則說明閥片未劣化。若其劣化，并導致氧化鋅避雷器擊穿，則故障應表現為閥片爆炸而不是側閃。本例氧化鋅避雷器閥片與絕緣筒間存在氣隙，而空腔的呼吸作用易導致潮氣人侵，潮氣集于閥片側面而使側面絕緣強度下降，在過電壓作用下，沿閥片側面發生閃絡后形成電弧通道。

　例2：一起氧化鋅避雷器擊穿故障，對擊穿的氧化鋅避雷器解體，未發現其內部金屬件銹蝕，未發現閥片內部及其

噴鋁面放電，僅在閥片側面發現電弧通道。側閃原因為：廠家為消除氧化鋅避雷器閥片與外絕緣筒間的空腔，采用注膠填充。注膠溫度較高，約200。C，因絕緣釉與閥片的熱膨脹系數相差較大，高溫注膠可能導致絕緣釉中產生微裂紋，造成其絕緣強度下降，在過電壓下發生閃絡。

　　以上2例對閥片側閃故障進行分析，結合其它故障案例，認為閥片發生側閃的主要原因是密封不良導致潮氣入侵、閥片側面的絕緣釉受損或閥片與外側絕緣間的面不良等而導致側面絕緣強度低。閥片破碎故障某10 kV線路接地故障。巡線發現1個氧化鋅避雷器爆裂，更換后，線路送電成功。解體故障氧化鋅避雷器，發現其硅橡膠外套破裂，閥片中有2片裂開、2片破碎(圖3)，但未見側閃痕跡。根據故障表象及閥片在不同電流下的破壞特性，分析閥片損壞原因：氧化鋅避雷器遭受到雷電過電壓作用而使閥片中流過雷電流，雷電流是沖擊電流波，故閥片中的電流密度很大。而沖擊電流在閥片中不是均勻分布的，當局部閥片的雷電沖擊電流密度超過其允許極限值，閥片就會遭破壞。因雷電流能量不大，

一般不會造成閥片破碎、爆炸，只會發生閥片破裂。閥片破碎原因：氧化鋅避雷器由4片閥片組成，正常情況下4片閥片共同承擔系統電壓。當其中兩片破裂劣化，則系統電壓全加在其余2片上，從而加速其劣化，最終導致閥片在工頻電壓下破壞，因工頻電源能量大，閥片破壞表現為破碎或爆炸。根據現行氧化鋅避雷器新標準，氧化鋅避雷器應能耐受2次65 kA(或4O kA)的雷電流沖擊。而10kV系統中氧化鋅避雷器不可能流過超過65 kA(或40 kA)的雷電流。這是因為氧化鋅避雷器中流過雷電流有兩種途徑，①沿線路來波，②雷電直擊。65 kA(或40 kA)的雷電流遠遠超過1O kV線路耐雷水平，故沿線路襲來的雷電波不可能超過65 kA(或40 kA);若是雷直擊桿塔，雷電流可能超過65 kA(或40 kA)，此值遠遠超過10 kV桿塔反擊耐雷水平，會使線路多相閃絡，發生相間短路速斷跳閘，而本例故障只是線路單相接地，并沒速斷跳閘，故雷電直擊產生的雷電流不可能超過65 kA(或40 kA)。可見氧化鋅避雷器故障原因是：氧化鋅避雷器閥片耐受雷電沖擊能力較差，其中兩片在雷電流作用下發生破裂，進而引發了其余閥片破碎及外套爆開等故障。