10kV配網(wǎng)避雷器的運(yùn)行狀態(tài)與實(shí)踐探究

孫春

摘 要：10kV配網(wǎng)系統(tǒng)是配電的重要環(huán)節(jié)，做好其防雷保護(hù)才能最大程度地發(fā)揮其優(yōu)勢性能，近年來，配網(wǎng)避雷器雷擊故障常發(fā)，為整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行帶來了不良影響。本文分析了10kV配網(wǎng)避雷器的安裝與保護(hù)防范，并以試驗(yàn)的方式來檢測其運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng)避雷器；運(yùn)行狀態(tài)；試驗(yàn)；檢測

中圖分類號：TM863 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

10kV配網(wǎng)避雷器運(yùn)行中由于受到多種因素的影響難免會(huì)出現(xiàn)多種故障和問題，加大對避雷器運(yùn)行狀態(tài)的檢測，通過檢測發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，才能有針對性地采取措施來解除故障、解決問題，提高避雷器運(yùn)行質(zhì)量，恢復(fù)其健康的運(yùn)行狀態(tài)。

一、配網(wǎng)避雷器的安裝與保護(hù)

1.常見的避雷器類型

避雷器有多種類型，根據(jù)其功能作用以及配設(shè)的地點(diǎn)通常包括配電避雷器、電站避雷器以及線路避雷器等，而且它常常和脫離器同步使用。根據(jù)外套材料特點(diǎn)又包括復(fù)合外套避雷器與瓷外套避雷器。

2.安裝方法

配網(wǎng)避雷器實(shí)際安裝過程中需要重點(diǎn)把握以下兩大點(diǎn)：首先，直立安裝。通過下電機(jī)螺栓將避雷器牢固地裝在支撐性角鋼的上方與下方，電極中引出接地線從而讓避雷器更加安全地接地，控制接地線的長度；其次，杜絕將避雷器用作支撐絕緣子，其中上方引線應(yīng)該選擇銅線，長度一般在6mm～9mm，而且要達(dá)到一定的弧度。再次，要盡量將避雷器設(shè)置于保護(hù)設(shè)備附近。最后，為了能夠確保變壓器安全，就要控制其同避雷器之間的距離，要在5m以下。同時(shí)，將低壓避雷器配設(shè)于變壓器低壓端，以此來控制正向、反向調(diào)換而造成過電壓現(xiàn)象，要保護(hù)變壓器安全。

3.保護(hù)策略

配網(wǎng)所配置的避雷器通常是面向變壓器和柱上開關(guān)，以及相關(guān)計(jì)量設(shè)備、電纜等，避雷器也負(fù)責(zé)保護(hù)線路，為了充分發(fā)揮避雷器的保護(hù)性功能，應(yīng)該讓他和被保護(hù)對象并列配設(shè)，而且要本著就近的原則進(jìn)行安裝。

4.故障成因分析

導(dǎo)致配網(wǎng)避雷器故障的原因有很多種，其中雷擊故障、過電壓等是主要因素，達(dá)到總故障的55.4%，電流泄漏、絕緣殼受損以及線路斷裂等則次之，也達(dá)到事故總數(shù)的28.3%，具體的故障成因可以參照表1。

通過分析表1看出，此地配網(wǎng)中避雷器受損多數(shù)是避雷器爆炸所導(dǎo)致的，而且電流泄漏也是一大問題，同時(shí)，還有其他因素也會(huì)造成配網(wǎng)避雷器故障。

從眾多的配網(wǎng)避雷器安裝實(shí)踐來看，多數(shù)能夠根據(jù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、流程等進(jìn)行安裝和操作，然而，依然出現(xiàn)很多問題，例如：避雷器接地線超出了常規(guī)數(shù)值，因?yàn)殡姼袑?dǎo)致的電壓上升，無法達(dá)到預(yù)期的防雷目標(biāo)，同時(shí)，一些避雷器的安裝部位不太準(zhǔn)確，偏離了受保護(hù)對象，達(dá)不到預(yù)期的保護(hù)目標(biāo)，變壓器的低壓端缺少避雷器的保護(hù)，使得一些用戶無法受到保護(hù)，雷擊天氣常發(fā)雷擊故障。

二、10kV配網(wǎng)避雷器運(yùn)行狀態(tài)下的性能測試

按照國家行業(yè)內(nèi)部的相關(guān)規(guī)定，按照不同的結(jié)構(gòu)類型來選擇出80多種避雷器，同時(shí)，對應(yīng)選出五個(gè)類型的電阻片來負(fù)責(zé)測量相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行了電流沖擊性試驗(yàn)、電阻片性能檢測等，從中分析了現(xiàn)階段10kV避雷器的運(yùn)行狀態(tài)，以及其中的問題隱患，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出，10kV避雷器整體上的電流承受能力有限，無法達(dá)到預(yù)期的合格水平，從而為其日常功能的發(fā)揮帶來了困難。用4/10us的放電電流來測試避雷器，檢查其對于雷擊的承受能力，經(jīng)過多重實(shí)驗(yàn)，對于10kV配網(wǎng)避雷器所需具備的各類參數(shù)統(tǒng)計(jì)見表2。

經(jīng)過對13種類型的避雷器的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)10kV配網(wǎng)避雷器的電流沖擊承受能力較差，綜合分析多方因素，總結(jié)出下面幾大原因：

1.避雷器結(jié)構(gòu)有待優(yōu)化

通過試驗(yàn)得出，10kV配網(wǎng)避雷器無論是整個(gè)的電阻片，還是單個(gè)電阻片在承受4/10us電流沖擊過程中，有著一定差距，容易出現(xiàn)側(cè)面外閃等問題，這就說明10kV避雷器在結(jié)構(gòu)方面依然有待優(yōu)化和改善。

2.電阻片承受電流能力有限

雖然實(shí)驗(yàn)過程中所采用的電阻片都出自正規(guī)廠家，然而，實(shí)際使用過程中依然存在多種質(zhì)量問題，例如：直徑為35mm的電阻片無法承受65kA的電流，實(shí)際調(diào)查過程中也發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段，更多的10kV避雷器多采用了直徑小于35mm的電阻片，然而，這樣無疑加劇了其對電流承受的負(fù)擔(dān)。

3.接地電阻的科學(xué)控制

電力系統(tǒng)中工作接地電阻不能超過4Ω，安全工作接地電阻也要在4Ω以下，重復(fù)接地的接地電阻要在10Ω以下，獨(dú)立避雷器的接地電阻不大于10Ω，配電所母線上閥型避雷器的接地電阻也應(yīng)在5Ω以下。

三、10kV避雷器其他性能試驗(yàn)探究

1.密封度試驗(yàn)

將3個(gè)已經(jīng)多年使用的避雷器用內(nèi)含0.1%鹽分的沸水煮，再將它們放在正常室溫下，使其溫度降低到室內(nèi)常規(guī)溫度，發(fā)現(xiàn)這三個(gè)避雷器的外觀保存完好，沒有任何裂痕，但是，測試觀察其漏電流量，則都在600uA以上，這就意味著避雷器的密封性完好，同時(shí)，拿來3個(gè)尚未啟用的避雷器采用相同的實(shí)驗(yàn)方法，也得到了類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明避雷器有著良好的密封度。

2.老化性能檢測

（1）外套老化檢測

拿出兩個(gè)新避雷器，采用起痕與電蝕實(shí)驗(yàn)的方法，并在其上方持續(xù)試驗(yàn)1000h，并施加運(yùn)行工頻電壓Uc，而且反復(fù)斷開6次電源，各個(gè)試驗(yàn)品也經(jīng)歷了過流中斷，未發(fā)現(xiàn)外套裂痕、變壞等現(xiàn)象，這就意味著避雷器外套達(dá)到了規(guī)定的老化控制標(biāo)準(zhǔn)。

（2）電阻片檢測

選擇三大電阻片，它們來自于相同廠商，有著相似的性能且大小也基本相同，對這3只電阻片同步添加工頻電壓，而且經(jīng)歷了人工性的老化試驗(yàn)，結(jié)果得出了他們的老化系數(shù)，各自為：0.92，0.97，1.03等，這說明新電阻片的老化程度能夠接受，未發(fā)生嚴(yán)重的老化問題。

3.外套憎水性檢測

選擇4個(gè)多年使用的避雷器，各自截取其接地端、中端、高壓端等來檢測其外套的憎水性，分別從憎水性的減弱性、恢復(fù)性、遷移等方面加以檢測，選擇分等級噴水方法，同時(shí)，把絕緣子放到水內(nèi)96h，取出以后得出的憎水性屬于避雷器外套憎水性減弱特征。同時(shí)，把含有NaCl和灰的臟污物質(zhì)放到傘裙表層，同時(shí)，將其放到無污染的容器中，最后所得的憎水性為避雷器外套憎水性的遷移性特點(diǎn)。經(jīng)過綜合性實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，避雷器外套憎水性依然有待改進(jìn)和提升。

4.機(jī)械性能檢測

按照特定的電壓規(guī)格要求，選出7個(gè)特殊的避雷器，牢固該避雷器的底端，同時(shí)在其上方添加400牛的負(fù)荷長達(dá)10s，經(jīng)過此次實(shí)驗(yàn)以后，再次測量此避雷器的電壓以及局部放電量，最終得出所選的這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)品他們的直流參考電壓的變化率都符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，總體上它們的機(jī)械性能較強(qiáng)。

根據(jù)以上多重實(shí)驗(yàn)以及日常工作實(shí)踐能夠總結(jié)出配網(wǎng)避雷器故障的誘因主要在于：高強(qiáng)雷電的頻發(fā)，使得避雷器無法承受過電流與過電壓，導(dǎo)致避雷器發(fā)生破損、斷裂等現(xiàn)象，同時(shí)，避雷器電阻片也可能存在一些問題，由于所采用的電阻片直徑尺寸較小，達(dá)不到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)，再加上避雷器自身結(jié)構(gòu)出現(xiàn)多種問題，避雷器結(jié)構(gòu)亟待優(yōu)化，同時(shí)，如果避雷器自身的密封度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，也可能導(dǎo)致其內(nèi)部絕緣受損，電阻片潮氣過重等，日常運(yùn)行中需要加大對避雷器密封度的檢查，同時(shí)，避雷器由于所處環(huán)境較為復(fù)雜，可能遭受多種外力襲擊，也是引發(fā)其故障的一大因素。

結(jié)語

經(jīng)過本次實(shí)驗(yàn)得出，對于10kV配網(wǎng)系統(tǒng)來說，避雷器的選型、安裝模式等都可能影響其故障率，實(shí)際的避雷器選配過程中要注意電阻片直徑大小的把握，同時(shí)，也要檢測其電流耐受性能，確保其能夠達(dá)到65kA以上的電流，同時(shí)，也要加大對避雷器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化力度，提高其密封性，從而提升其性能質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]李社長.金屬氧化物避雷器的故障檢測[J].農(nóng)村電工，2006，14（6）：26-26.

[2]白雪松.避雷器的發(fā)熱特點(diǎn)和受潮缺陷的紅外診斷[J].華北電力技術(shù)，2001（10）：39-41.

[3]區(qū)偉潮. 10kV配電用避雷器故障分析[J].高電壓技，2006，32（7）：127-128.

[4]王雙文，田建華，荊建峰.金屬氧化物避雷器在輸電線路防雷中的應(yīng)用[J].高壓電器，2003，39（6）：36-38.