10kV配网线路避雷器现状及选型.doc

浅析10kV配网线路避雷器现状及选型关键词配电网，线路，氧化锌，避雷器，故障前 言避雷器是电力系统中的过电压保护装置，又称为电压限制器。避雷器通常安装于带点导线与大地之间，与被保护设备并联，当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，限制过电压幅值，保护设备绝缘；当电压值正常后，避雷器又恢复原状，电力系统正常供电。在电力系统中中，设备的主要风险来自感应雷和对所连架空线的直击雷。电网一般是靠变电站出线侧和配电变压器的高压侧的避雷器保护，线路中间的部分，缺少避雷线的保护而易受到雷击。目前，配电网中常见的避雷器有保护间隙避雷器、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙和管型避雷器主要用于配电系统、线路和发电厂、变电所进线的保护，以限制入侵的大气过电压。阀型避雷器和氧化锌避雷器主要用于变电所、发电厂及变压器的保护，在220kV以下系统中主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还用来限制内过电压或作内过电压后备保护。阀型避雷器和金属氧化锌避雷器的保护性能对变压器或其他电气设备的绝缘水平存在着直接影响。氧化锌避雷器，是目前来讲技术较成熟的一种避雷器，也是当今使用最广泛的避雷器。它产生于上世纪七十年代，主要由氧化锌压敏电阻构成。它由于性能优越、耐污秽、质量轻、阀片性能稳定而受到10kV配电网的广泛使用。1. 10kV配网避雷的主要问题10KV配电网是电力网中电力线路结构最复杂、使用环境也最复杂的一个环节。对于数目众多的配电变压器和电缆线路等，都可能会遭受雷电袭击，都需要装设避雷器作为防雷保护。因此，10KV配电网中避雷器发生故障的概率也较大。目前，10KV配电网中常用到的避雷器为氧化锌避雷器，这种避雷器运行时间长后，容易发生绝缘老化的问题，常常表现为泄漏电流随加压时间延长而逐渐增大，严重时将会在运行中导致绝缘损坏，使设备失去保护，造成停电事故。然而配电网避雷器数量众多，仅依靠预防性试验进行检测，则需要停电并消耗大量的人力、物力，所以有很多运行部门延长了试验周期，甚至取消了预防性试验，直到避雷器老化或受潮发生事故后才更换。同时，避雷器的外套一般采用合成绝缘材料，避雷器短路后很难从外观上发现，造成故障点难以查找的情况。因此，怎样减少避雷器的故障和及时排除故障成为10KV配电网中避雷工作的首要工作。2. 设备运行时避雷器需要监督检查的项目：1、 观察瓷套表面。巡视或者停电检修时，要注意观察瓷套表面是否存在污垢。避雷器表面不得有严重积污，运行中不应出现放电现象；瓷套、法兰不应出现裂纹、破损或放电烧伤痕迹；涂敷RTV涂料外套憎水性应良好，涂层布应有缺损、起皮、龟裂。2、检查避雷器木体。巡视或者红外检测时，避雷器内部不得出现异常声响；不应出现异常温度分布。3、检查与避雷器连接的导线及接地引下线。巡视或者停电检查时，避雷器不得有烧伤痕迹或者段股现象；接地端子应牢固并可靠接地；接地引下线应无锈蚀，与主地网联通应良好。4、检查避雷器放电计数器。巡视检查时或者定期试验时，观察避雷器放电计数器指示数应正确动作，连线牢固；计数器不得有破损，内部不得有积水。5、泄露电流在线监测装置在检查时，避雷器泄露电流不应有明显变化。避雷器的均压环不应发生歪斜或者放电。6、硅橡胶复合材料避雷器，停电检查时，外套或者RTV涂层的憎水性应在HC1HC4级伞裙不应该有破损或者变形。7、避雷器的引线及接地端子以及密封结构金属构件，停电检查时，应无不正常变色和熔孔。8、金属氧化物避雷器直流1mA电压及0.75倍1mA电压下的泄露电流。在避雷器的定期试验时，测试电压不得低于GB11032规定值，与初始值或制造厂规定值比较时，变化不应大于+5%；0.75倍测试电压下的泄露电流不应大于50微安。8、金属氧化物避雷器在运行电压下的交流泄露电流的测试。在做定期试验时，测试运行电压下的全电流、阻性电流或者功率损耗，测量值应与初始值作比较，有明显变化时应加强监测。当阻性电流值增加至1.5倍时，应缩短试验周期，同时，应加强监测。当阻性电流值增加至2倍时，应作停电检查。9、避雷器的所有连接部位的检查。在停电检查时，避雷器的所有连接部位需仔细检查，不得有松动现象，同时，还应仔细查看金具和螺丝是否有锈蚀。若存在松动、锈蚀现象，要及时处理。3. 避雷器常见故障：在现场遇到避雷器的简单故障时，要凭借常用的方法进行判断，并排除故障。3.1. 避雷器常见故障金属氧化锌避雷器，随着运行时间增长、绝缘老化，氧化锌避雷器也易发生故障，常见故障有：在线泄露电流表读数异常增大或者异常减小、爆炸。3.1.1 在线泄露电流表读数异常增大时，可能是受潮引起泄露电流增加和内部闪络事故。避雷器受潮的主要原因有：密封不良，组装避雷器时带入水分，安装投运后，在运行电压和环境温度的共同作用下，阀片内的水分留在阀片外侧和瓷套内壁，引起沿面闪络，致使在线泄露电流表读数异常增大。3. 1.2 在线泄露电流表读数异常减小或者为零时，首先要对比其他相别的数据再做判断。若读数只是降低时，有可能是因为支持避雷器的底座瓷瓶有较多污垢，致使瓷瓶表面的泄露电流增大，随之分流增大，使表计的读数降低。若在线泄露电流表读数为零，则有可能是线路刚刚送电，表计卡涩，这时轻轻拍打表计，看是否能自行恢复，若不能恢复，则为避雷器故障。3.1.3 避雷器在运行中发生爆炸的事故，其发生爆炸的原因可能有：中性点不接地系统中发生了单相接地事故，使非故障相的对地电压升高至线电压，此时的避雷器所承受的电压并未超过其放电电压，但是在持续的较长时间的过电压的作用下，仍有发生爆炸的可能。电力线路遭受雷击，避雷器正常动作，但由于避雷器阀片电阻不合格、或由于时间长阀片出现裂纹，避雷器上的残压虽然很低，但是续流变大，仍有发生爆炸的可能。避雷器密封垫圈的接合处松动或者出现裂纹，造成密封不良而引起爆炸。电力系统发生谐振过电压时，使避雷器放电，使内部元件发热，当热量积累到一定程度而无法散热时引起避雷器爆炸。4. 引起避雷器故障的其他原因。4.1 避雷器在运输时，由于运输、搬动和安装过程中不注意，造成避雷器间隙错位，从而使瓷套与间隙和阀片的几何尺寸配合不当，压紧弹簧松动，工频放电电压发生变化、灭弧能力降低。当避雷器在接近灭弧电压下运行时，产生强烈的电晕，使电极发生腐蚀，又引起工频放电电压降低，使避雷器遭受雷击后不能熄弧，严重时会引起避雷器爆炸。4.2 避雷器的地理位置的影响。水泥厂、碳素厂、发电厂等附近，由于空气中含有大量的粉尘，因而使避雷器表面出现脏污的情况要比其他地区的要多，引起的避雷器故障要多。当避雷器表面严重脏污时，不仅会发生沿面放电，而且有可能引起接地故障; 况且使避雷器电压不均匀分布，致使放电电压和恢复电压发生变化，影响电气性能，从而使避雷器遭雷击时不能熄弧，严重时致使避雷器爆炸。5、 金属氧化锌避雷器的比较：广东湛江地区使用的避雷器多是金属氧化锌避雷器，并逐步淘汰了阀式避雷器等。但根据地区的需求不同，需求又分为瓷外套金属氧化锌避雷器和复合材料外套避雷器。以10kV配网的金属氧化锌避雷器为例，复合外套型避雷器的体积是瓷套型的1/3，重量是瓷套型避雷器的1/4。但实际的运行状况并没有因为复合型避雷器的优点而全部选择复合材料避雷器的。以湛江为例，在遂溪、徐闻、雷州这些地区，由于地区的特殊性，比如空气湿润、雷雨天气多等情况，使用瓷套型避雷器的情况就比较多，是因为：这些地区气候的特殊性，使得避雷器进水、漏气的可能性增加，出现故障的几率也增加，在选择避雷器时需要考虑的不仅是性能，还需考虑检修时的情况。瓷套型避雷器在发生损坏时，有明显的裂纹出现，在巡线时很容易检查的到。相比之下，复合型避雷器虽然性能优于瓷套型，但是随着运行时间长而出现接地故障或者出现损坏时，没有明显的缺陷，造成故障排查时的困难，这对发生避雷器故障需要断定故障类型、快速复电是非常不利的，增加了排查的难度。但并不是说瓷套型避雷器就由于复合型避雷器，在人口密集的地区，我们推荐使用复合型避雷器。原因是根据避雷器发生爆炸时的情况决定的。瓷套型避雷器发生爆炸时，瓷片会飞出，对于人口密集的地区，这是很危险的。但复合型避雷器，多使用的是复合胶类材料，出现碎片飞出的情况、距离要比瓷套型的安全。总 结10KV配电网中的避雷器是电力网中电力线路的重要保障。对于数目众多的配电变压器和电