金属氧化物避雷器性能特点、试验方法及故障处理_职教论文

由于我矿目前使用的避雷器绝大部分都是金属氧化物避雷器，该避雷器具有体积小、重量轻、功效好、安装方便等性能。最近我矿一些高压配电柜避雷器出现击穿乃至烧坏的现象，因此我查找了相关的一些资料，现将金属氧化物避雷器的特点和试验方法及常见故障方式处理做一下介绍。一、概述有机复合绝缘交流无间隙金属氧化物避雷器（以下简称MOA）是近时期发展迅猛的一种新型MOA。MOA的绝缘外套采用国外已拥有长期户外运行经验的硅橡胶材料，它有优异的耐气候、耐臭氧、耐电弧性能、可在50～200 ℃下长期可靠的工作。其表面呈憎水性，使MOA有良好的耐污性能，可适用于多种污秽等级的地区。柔软弹性的硅橡胶外套具有良好的防爆性能，可避免因故障时而引起类似瓷外套粉碎性的爆炸，尤其是在人口密集地区及户内使用更加安全，它体积小、重量轻，运输和安装时不会碰损，使用更安全、更可靠。二、性能特点MOA陡波响应特性好，无续流，操作残压低，放电分散性小，具有吸收各种雷电、操作过电压能力。35 kV及以下电压等级悬挂式MOA带脱离装置，可用于发电厂厂用电源、铁路供电等一些重要的不停电的供电场所。当本身出现故障时，脱离装置动作，使MOA退出运行，以免引起供电中断，而正常运行时，脱离装置不动作。使用脱离装置可防止系统持续故障，减少停电时间，免除一年一度春季的拆换和检修。三、试验方法1、测量绝缘电阻。测量避雷器的绝缘电阻，可以初步了解其内部是否受潮，还可以检查内部熔断件是否断掉，从而及时发现缺陷。《规程》规定对35 kV及以下的避雷器，用2500 V兆欧表测量，测量的绝缘电阻值不应低于1000 MΩ；对35 kV以上的避雷器，用5000 V兆欧表测量，测量的绝缘电阻值不应低于3000 MΩ。对500 kV避雷器还应用2500 V兆欧表测量其底座绝缘电阻，检查瓷座是否进水受潮，测得的绝缘电阻值不应低于1000 MΩ。[!--empirenews.page--]2、测量直流1 mA时的监界动作电压U1mA。测量避雷器的U1mA主要是检查其阀片是否受潮，确定其动作性能是否符合要求。用直流泄露试验装置准确读取U1mA。因泄漏电流大于200 mA以后，随电压的升高，电流急剧增大，故应仔细地升压，当电流达到1 mA时，准确地读取相应的电压U1mA。测量时应防止表面泄漏电流的影响。测量前应将瓷套表面擦试干净，同时应考虑气温的影响，当避雷器阀片的U1mA的温度系数约为0.05%～0.17%，即温度每增高10 ℃，U1mA约降低1%，必要时可进行换算。对测量结果采用比较法进行判断，《规程》规定，U1mA与初始值相比较，变化应不大于+5%。3、测量0.75U1mA 直流电压下的泄漏电流。由于0.75U1mA直流电压值一般比最大工作相电压（峰值）要高一些，测量此电压下的泄漏电流主要检查长期允许工作电流是否符合规定，因为这一电流与避雷器的寿命有直接关系（一般在同一温度下此泄漏电流与寿命成反比）。测量时应首先测出U1mA，然后再在0.75U1mA下读取相应的泄漏电流值。根据《规程》规定，0.75U1mA下的泄漏电流值应不大于50 mA。4、测量运行电压下的交流泄漏电流。在交流电压作用下，避雷器的总泄漏电流包含阻性电流（有功分量）和容性电流（无功分量）。在正常运行情况下，流过避雷器的主要电流为容性电流，阻性电流只占很小一部分，约为10%～20%左右。但当阀片老化，避雷器受潮、内部绝缘部件受损以及表面严重污秽时，容性电流变化不多，而阻性电流却大大增加，所以测量交流泄漏电流及其有功分量是现场监测避雷器的主要方法。四、金属氧化物避雷器事故的常见方式及预防方法。 1、金属氧化物避雷器的损坏。金属氧化物避雷器的损坏，主要集中在两个方面。 a、氧化锌阀片的老化。 b、阀片与外绝缘材料间的界面闪络。具体的现象有以下这些。 [!--empirenews.page--]①现象：直流参考电压异常升高。结论：氧化锌阀片的非线性降低。处理：整只更换避雷器，或者更换氧化锌阀片。起因：避雷器的额定电压选择偏低；阀片本身不合格。②现象：直流参考电压异常降低。结论：氧化锌阀片老化。处理：整只更换避雷器，或者更换氧化锌阀片。起因：避雷器的额定电压选择偏低；阀片承受放电次数和能量偏重。③现象：泄漏电流异常增大。结论：阀片与外绝缘材料间的界面受潮，或氧化锌阀片质量不好。处理：整只更换避雷器，或者将避雷器元件拆出后烘干并重新密封。起因：避雷器密封失效；避雷器硅橡胶外套劣化；避雷器阀片

或装配工艺有问题。④现象：泄漏电流非常大，已造成开关合闸困难。结论：阀片已损坏。处理：整只更换避雷器。起因：避雷器老化后未及时发现依然继续使用；避雷器承受了很大的电流冲击（近距离雷击或大功率电容放电）；避雷器密封不良。⑤现象：避雷器炸裂或表面烧黑。结论：阀片破裂或穿孔。处理：整只更换避雷器。起因：避雷器老化后未及时发现依然继续使用；避雷器承受了很大的电流冲击（近距离雷击或大功率电容放电）；避雷器密封不良。 2、系统已有避雷器的情况下，电气设备依然受雷击（有的系统是操作冲击）损坏。这种情况也可以看作一类事故，常见的原因有以下一些。①避雷器的额定电压选择过高，或者避雷器的用途选择错误。处理：按正确的方式选择避雷器（可参考GB11032-2000）。②避雷器所挂位置和需要保护的电气设备过远。处理：按正确的位置挂放避雷器（可参考DL/T620-1997）。③只在进线端装设了避雷器，没有防反击的措施。处理：在出线端也安装避雷器。 [!--empirenews.page--]④只在一次回路装设了避雷器，二次回路没有保护。处理：安装专门的二次防雷保护元件，保护二次系统。⑤避雷器质量不过关。处理：选用质量过硬的产品。 3、系统问题对避雷器的影响。电力系统中对避雷器有影响的情况主要有：①系统接地方式和带故障运行时限。影响：对避雷器的持续运行电压的选择密切相关。处理：国内常规35kV及以下按中性点不接地进行避雷器设计。 110kV及以上按中性点接地进行避雷器设计。要求中压避雷器应在单相接地故障下能够持续运行不损坏。②系统的谐波污染的严重程度。影响：对避雷器阀片的使用寿命影响大。处理：对系统谐波严重的地区，应使用带间隙的避雷器，防止避雷器阀片加速老化。③环境的污秽程度。影响：对避雷器内部的电位分布均匀性影响大。处理：对重污秽及以上地区，应使用带均压结构的避雷器，防止避雷器两端的阀片优先老化。④海拔高度。影响：对避雷器内部的放电电压分布影响大。处理：高原地区（2000米以上）应使用特别设计的放电间隙，或者直接使用无间隙避雷器。⑤日照辐射。影响：对避雷器外绝缘影响大。处理：强紫外线地区户外使用的避雷器，外绝缘不应使用硅橡胶材料，而应采用瓷外套，并做防晒处理。⑥机械应力。影响：对避雷器的使用安全性影响大。处理：避雷器不能代替绝缘子使用（特别是线路用避雷器），不能将避雷器作为承受线路拉力的结构件。⑦测试错误。影响：对避雷器的寿命影响大。处理：对成套设备进行耐压测试时，应事先取出避雷器；对避雷器进行试验时，在工作电压下不得长期停留。⑧其它。其它异常使用条件可参考GB11032-2000。在避雷器的使用条件超出正常设计条件时，采购时应说明具体情况，做有针对性的设计，以防止出现事故。[!--empirenews.page--]4、避雷器的配件使用及维护。避雷器的常用配件主要是脱离器和计数器。脱离器：配脱离器用于防止已出现安全隐患的避雷器引发系统事故。脱离器应与避雷器串联使用，并注意以下问题。 a、应选择不低于避雷器方波通流能力的脱离器，以防止脱离器误工作。 b、应确保脱离器脱离后的部分与周围的空气距离和表面爬电距离，防止因脱离器动作造成相间短路事故。 c、应确保脱离器脱离后，避雷器主体部分与周围的空气距离和表面爬电距离，防止因脱离器动作造成金属性接地或弧光接地事故。信息来自:输配电设备网d、脱离器应做预防性测试，考察产品的安全特性和工作特性，具体可参考GB11032-2000。 e、新型热爆式脱离器内含火药，需要严格确保使用环境温度不大于40℃，且严禁剧烈碰撞。计数器：配计数器用于监测避雷器的工作情况。计数器应串联在避雷器的低压侧，并注意以下问题。 a、应选择不低于避雷器方波通流能力的计数器，以防止计数器损坏。 b、对于中低压避雷器，应选择附加残压低的计数器，以防止因串入计数器导致避雷器的保护能力下降。 c、大多数计数器有一定的附加残压（不大于3kV），应确保计数器的高压侧对地绝缘距离，防止计数器短路。 5、三相组合式避雷器（又称过电压保护器）的特殊事故及维护方法。组合式避雷器由于存在三相接线和公用中性点，存在一些特殊的事故问题，需要特别注意。 a、两相绝缘电缆交叉导致的相间爬电。现象：避雷器上端电缆烧黑，系统相间短路。结论：两相绝缘电缆交叉导致相间表面闪络。处理：将两相绝缘电缆

分离到一定的距离。 b、相间击穿。现象：避雷器上端烧黑，系统相间短路。结论：由于成套柜内空间狭小，避雷器三相未能对正母排，避雷器一相高压端与另一相母排距离过近，导致空气放电。 [!--empirenews.page--]处理：在柜内空间过于狭小时，使用将四级式避雷器接地极埋在底座中的三柱型产品，确保对正母排。 c、户外型组合式避雷器公用中性点短路导致的事故。现象：避雷器公用中性点对地拉弧。结论：避雷器公用中性点不是恒定的零电位点，工作时电位比较高，容易导致对地放电。处理：将避雷器公用中性点与周围零电位点保持足够的距离。 d、操作频繁导致的事故。现象：避雷器使用寿命下降比较快。结论：由于三相组合式避雷器是兼防止操作过电压的，比普通避雷器负担重，操作频繁环境下容易影响寿命。处理：给避雷器串联间隙；操作频繁环境下应根据实际情况降低对组合式避雷器预期寿命的估计（常规仅用于防雷的避雷器预期寿命一般为20年），在预计年限到达后加强检测或直接更换。