10KV氧化锌避雷器爆炸原因分析

10KV氧化锌避雷器爆炸原因分析

目前,10 kV配电网大量使用配电用氧化锌避雷器,以免配电设备在雷电过电压下发生损坏。在运行中,因氧化锌避雷器质量问题及运行维护不到位而使一些氧化锌避雷器发生击穿故障。击穿后,10kV线路通过氧化锌避雷器发生接地,须停电才能处理隔离故障,故在一定程度上降低了供电可靠性。

1 氧化锌避雷器故障原因分析

例1:某10 kV线路发生接地故障。巡线发现一个氧化锌避雷器击穿。更换故障氧化锌避雷器后,线路送电成功。对故障氧化锌避雷器进行解体,发现其硅橡胶外套破裂,沿氧化锌避雷器阀片侧面有明显电弧通道,未见阀片有破裂或破碎情况。因所有阀片(共4片)均未出现破碎现象,则说明阀片未劣化。若其劣化,并导致氧化锌避雷器

击穿,则故障应表现为阀片爆炸而不是侧闪。本例氧化锌避雷器阀片与绝缘筒间存在气隙,而空腔的呼吸作用易导致潮气人侵,潮气聚集于阀片侧面而使侧面绝缘强度下降,在过电压作用下,沿阀片侧面发生闪络后形成电弧通道。

例2:一起氧化锌避雷器击穿故障,对击穿的氧化锌避雷器解体,未发现其内部金属件锈蚀,未发现阀片内部及其喷铝面放电,仅在阀片侧面发现电弧通道。侧闪原因为:厂家为消除氧化锌避雷器阀片与外绝缘筒间的空腔,采用注胶来填充。注胶温度较高,约200。C,因绝缘釉与阀片的热膨胀系数相差较大,高温注胶可能导致绝缘釉中产生微裂纹,造成其绝缘强度下降,在过电压下发生闪络。

以上2例对阀片侧闪故障进行分析,结合其它故障案例,认为阀片发生侧闪的主要原因是密封不良导致潮气人侵、阀片侧面的绝缘釉受损或阀片与外侧绝缘间的面不良等而导致侧面绝缘强度低。阀片破碎故障某10 kV线路接地故障。巡线发现1个氧化锌避雷器爆裂,更换后,线路送电成功。解体故障氧化锌避雷器,发现其硅橡胶外套破裂,阀片中有2片裂开、2片破碎(图3),但未见侧闪痕迹。根据故障表象及阀片在不同电流下的破坏特性,分析阀片损坏原因:氧化锌避雷器

遭受到雷电过电压作用而使阀片中流过雷电流,雷电流是冲击电流波,故阀片中的电流密度很大。而冲击电流在阀片中不是均匀分布的,当局部阀片的雷电冲击电流密度超过其允许极限值,阀片就会遭破坏。因雷电流能量不大,一般不会造成阀片破碎、爆炸,只会发生阀片破裂。阀片破碎原因:氧化锌避雷器由4片阀片组成,正常情况下4片阀片共同承担系统电压。当其中两片破裂劣化,则系统电压全加在其余2片上,从而加速其劣化,最终导致阀片在工频电压下破坏,因工频电源能量大,阀片破坏表现为破碎或爆炸。根据现行氧化锌避雷器国家标准,氧化锌避雷器应能耐受2次65 kA(或4O kA)的雷电流冲击。而10kV系统中氧化锌避雷器不可能流过超过65 kA(或40 kA)的雷电流。这是因为氧化锌避雷器中流过雷电流有两种途径,①沿线路来波,②雷电直击。65 kA(或40 kA)的雷电流远远超过1O kV线路耐雷水平,故沿线路袭来的雷电波不可能超过65 kA(或40 kA);若是雷直击杆塔,雷电流可能超过65 kA(或40 kA),此值远远超过10 kV杆塔反击耐雷水平,会使线路多相闪络,发生相间短路速断跳闸l3],而本例故障只是线路单相接地,并没速断跳闸,故雷电直击产生的雷电流不可能超过65 kA(或40 kA)。可见氧化锌避雷器故障原因是:氧化锌避雷器阀片耐受雷电冲击能力较差,其中两片在雷电流作用下发生破裂,进而引发了其余阀片破碎及外套爆开等故障。

2 反事故措施

针对10 kV配电氧化锌避雷器型号

1)做好氧化锌避雷器预试工作,定期测量氧化锌避雷器的U mA和0.75U mA下的泄漏电流,从而可有效地发现氧化锌避雷器是否劣化、受潮,以便及早处理。

2)在订货技术条件书中对氧化锌避雷器阀片防侧闪能力提出要求。在氧化锌避雷器结构上要求阀片与绝缘筒间采用无气隙结构,对绝缘釉耐热等级提出明确要求。

3)对阀片大电流冲击耐受能力(反映阀片的能量耐受能力)要求为65 kA。

4)选择产品质量好、信誉好的厂家。

3 结语

10 kV配电氧化锌避雷器在运行中故障形式主要是阀片侧闪,这是因为密封不良、阀片绝缘釉受损或阀片与外绝缘间的界面不良。为提高氧化锌避雷器运行可靠性,应在设备选型时保证其防侧闪能力及阀片质量,并在运行中做好预试。

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