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                  安徽山川電力科技股份有限公司

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                  如何延長避雷器壽命?運用中存在哪些問題?

                  發布日期:2016-06-04瀏覽次數:0

                  全國統一聯合電網的建設將出現更多的超高壓輸電線路并可能出現特高壓線路,因此,尋求采用既安全可靠又可少維護-(或免維護)防雷絕緣子是從事輸電線路科研設計運行人員夢寐以求的目標,無論從減員增效或實行狀態檢修,都有著重要意義。

                      特高壓交流線路避雷器是特高壓輸電線路較 有效的防雷保護措施,特別是對于雷電活動強烈地區的同塔雙回特高壓輸電線路尤為突顯,對特高壓輸電工程的安全運行性能具有重大意義。其自身仍存在過電壓防護問題,對于能量有限的過電壓如雷電過電壓和操作過電壓,避雷器泄流能起限壓保護作用;對能量是無限(有補充能源)的過電壓,如暫態過電壓(工頻過電壓和諧振過電壓的總稱),其頻率或為工頻或為工頻的整數倍或分數倍;與工頻電源頻率總有合拍的時候,如因某些原因而激發暫態過電壓,工頻電源能自動補充過電壓能量,即使避雷器泄流過電壓幅值不衰減或只弱衰減,暫態過電壓如果進入避雷器保護動作區,勢必長時反復動作直至熱崩潰,避雷器損壞爆炸,因此暫態過電壓對避雷器有致命危害。

                      避雷器有哪些保護特性?

                      □避雷器的保護特性參數

                      各種型號的避雷器在同用途同電壓級時,其雷電殘壓參數相同或接近,這是因為各生產廠都是按國標規定決定殘壓值的。有人認為既然雷電殘壓值一樣,它們的保護作用和效果也應是一樣的,隨意選用哪種型號都可以。這是一種偏見,因為除雷電殘壓外,還有其它保護參數,如工頻放電電壓值,沖擊放電電壓值,是考察避雷器暫態過電壓承受能力,保證其長期正常運行的參數;又如是否有雷電陡波殘壓值,是標示避雷器防雷保護功能完全的重要參數。綜合來看,只有串聯間隙氧化鋅避雷器齊備上述保護特性參數,也就是說它有齊全的防護功能。

                      □避雷器動作特性運行穩定性

                      碳化硅避雷器保護動作要泄放雷電流和工頻續流,動作負載重,經計算每次動作泄放雷電流為0.04~0.07C電荷量,工頻續流為0.5~2.5C電荷量,后者與前者相比一般為11~17倍,且其間隙數量多隙距,常因動作負載重使部分間隙燒毛燒損,另外瓷套外殼臟污潮濕也會影響內間隙電容分布,這些都可能使部分間隙失效而降低沖擊放電電壓值,即動作特性穩定性差,可能增加保護動作頻度,或遭受暫態過電壓危害,而加速損壞。串聯間隙氧化鋅避雷器保護動作只泄放雷電流而無續流,動作負載輕,間隙不需具有滅弧及切斷續流能力,故間隙數量特少,3~10kV避雷器僅一個間隙,35kV避雷器為3個間隙串聯,間隙的工頻放電電壓值與碳化硅避雷器相同,符合GB7327規定,故間隙隙距大,動作特性可保持長期運行穩定。

                      □串聯間隙氧化鋅避雷器

                      碳化硅避雷器因其間隙結構(隙距小,數量多)帶來一些缺點:如沒有雷電陡波保護功能;沒有連續雷電沖擊保護能力;動作特性穩定差可能遭受暫態過電壓危害;動作負載重壽命短等。無間隙氧化鋅避雷器因其拐點電壓較低,有暫態過電壓承受能力差,損壞爆炸率高和壽命短等缺點。串聯間隙氧化鋅避雷器既有間隙又用ZnO閥片,其間隙結構不同于碳化硅避雷器,因其間隙數量少,當過電壓達到沖擊放電電壓時間隙無時延擊穿,同時因隙距大動作特性穩定,故它可避免碳化硅避雷器間隙帶來的一切缺點。串聯間隙氧化鋅避雷器的間隙已將全部暫態過電壓限定在保護死區內免受其危害,故它可避免無間隙氧化鋅避雷器因拐點電壓偏低帶來一切缺點。串聯間隙氧化鋅避雷器仍有前兩種避雷器保護性能優點,而避免它們的缺點。

                      氧化鋅避雷器在運用中的問題分析

                      □氧化鋅避雷器的密封問題

                      氧化鋅避雷器密封老化問題,主要是生產廠采用的密封技術不完善,或采用的密封材料抗老化性能不穩定,在溫差變化較大時或運行時間接近產品壽命后期,造成其密封不良而后使潮氣浸入,造成內部絕緣損壞,加速了電阻片的劣化而引起爆炸。

                      □電阻片抗老化性能差

                      在氧化鋅避雷器運行在其產品壽命的后期,電阻片劣化造成泄漏電流上升,甚至造成與瓷套內部放電,放電嚴重時避雷器內部氣體壓力和溫度急劇增高,而引起氧化鋅避雷器本體爆炸,內部放電不太嚴重時可引起系統單相接地。

                      □瓷套污染

                      由于工作在室外的氧化鋅避雷器,瓷套受到環境粉塵的污染,特別是設置在冶金廠區內變電所,由于粉塵中金屬粉塵的比例較大,故給瓷套造成嚴重的污染而引起污閃或因污穢在瓷套表面的不均勻,而使沿瓷套表面電流也不均勻分布,勢必導致電阻片中電流IMOA的不均勻分布(或沿電阻片的電壓不均勻分布),使流過電阻片的電流較正常時大1—2個數量級,造成附加溫升,使吸收過電壓能力大為降低,也加速了電阻片的劣化。

                      □高次諧波

                      冶金企業電網隨著大噸位電弧爐、大型整流、變頻設備的應用及軋鋼生產的沖擊負荷等的影響,使電網上的高次諧波值嚴重超標。由于電阻片的非線性,當正弦電壓作用時,還有一系列的奇次諧波,而在高次諧波作用時就更加速了電阻片的劣化速度。

                      □抗沖擊能力差

                      氧化鋅避雷器多在操作過電壓或雷電條件下發生事故,其原因是因電阻片在制造工藝過程中,由于其各工藝質量控制點控制不嚴,而使電阻片的耐受方波沖擊能力不強,在頻繁吸收過電壓能量過程中,加速了電阻片的劣化而損壞,失去了自身的技術性能。

                      面對問題消費者在選購時應該注意哪些問題

                      □避雷器外形尺寸

                      制造避雷器均按戶內外兩用條件決定其瓷套絕緣強度,其外形尺寸與閥片材料有關。當其用于架空線路或戶外變配電設備時,因其相間距大,避雷器外形尺寸不會帶來不良影響。戶內手車式開關柜因其體積尺寸較小,避雷器外形尺寸大時會帶來不良影響。碳化硅避雷器的SiC閥片其單位通流容量僅為ZnO閥片的1/4,在相同通流能力(5kA)條件下,SiC閥片直徑較大,避雷器外徑也大;在相同額定電壓和殘壓條件下,碳化硅避雷器高度比氧化鋅避雷器大。尤以35kV級的更為顯著。如JYN1-35型手車柜的112方案,原用FYZ1-35型無間隙氧化鋅避雷器,高僅650mm,裝在柜后部隔室內簡易手車上,上部有隔離插頭,因該產品已停產,工程設計堅持改用FZ3-35型碳化硅避雷器,高1500mm,隔室高度不夠,只得將母線室與隔室間隔板取消,避雷器直接與主母線相聯,這樣避雷器的測試或更換必需在整段主母線斷電下進行,運行維護困難,而避雷器外徑較大,相間空氣凈距不夠,加裝的相間絕緣隔板,有老化受潮絕緣事故隱患。氧化鋅避雷器外徑和高度相對較小,35kV級還可作成懸掛式,如Y5CZz-42/110L型串聯間隙氧化鋅避雷器,高度僅640mm。

                  小型化避雷器更有利于手車柜內安裝使用。

                      □避雷器性能價格比

                      無間隙氧化鋅避雷器的閥片運行中長期承受電網電壓,工作條件嚴酷,產品制造時要對閥片嚴格測試篩選,合格率低成本高,故價格也高;因它有暫態過電壓承受能力差的致命弱點,不適于在我國3~35kV電網中推廣使用。串聯間隙氧化鋅避雷器因有間隙,大大改善閥片長期工作條件,產品制造時對閥片測試篩選要求相對低些,合格率高成本低,價格也就便宜,串聯間隙氧化鋅避雷器價格比無間隙氧化鋅避雷器普遍便宜,有時也比碳化硅避雷器(如3~10kV的FZ型)便宜,同時它對其它防雷器件都有揚長避短作用,實為當代*********防雷電器,具有高的性能價格比,是避雷器更新換代的普及和推廣產品。

                      □避雷器使用壽命問題

                      避雷器使用壽命與許多因素有關,除制造質量,密封失效受潮及其它外界因素外,避雷器閥片的老化速度是影響壽命的關鍵因素。碳化硅避雷器因其動作和負載重,續流大,動作特性穩定差,可能遭受暫態過電壓危害等原因,加速閥片老化,壽命不長,一般7~10年,甚致有僅3~5年的。無間隙氧化鋅避雷器的閥片長期承受電網電壓,工作條件嚴酷,拐點電壓低,動作頻度大,還可能遭受暫態過電壓危害,溫度熱損傷等原因,迅速加快閥片老化,壽命較短,有的比碳化硅避雷器還短。串聯間隙氧化鋅避雷器的間隙可保證閥片只在過電壓保護動作過程承受高電壓,時間極短(100μs內),在其它情況下閥片對于電網電壓,或處于隔離狀態(純間隙時),或處于低電位狀態(復合間隙電阻分壓),大大改善閥片長期工作條件,還可免受暫態過電壓危害和溫度熱損傷,保證閥片溫度不超過55℃,從而保證避雷器壽命達20年以上。

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