避雷器在天津滨海轻轨线应用过程中的简单分析

白跃中

摘要：文中阐述了避雷器自身防护问题及其对电力系统的影响，简单的论述了避雷器的保护特性，分析了氧化锌避雷器在应用中的问题及解决问题的技术措施，探讨了在天津滨海轻轨线在未来的建设中和维检修中所要注意的问题。

关键词：津滨轻轨；避雷器；过电压；应用；问题分析

前言

第三代避雷器是所谓的无间隙避雷器，也称之为氧化锌避雷器。已被迅速引进到各种变电系统和接触网系统中，在天津滨海轻轨线也大量采用。在各种较高的电压等级的新建工程中和天津滨海线的后期工程中，氧化锌避雷器正在成为专用避雷器。

1.避雷器在天津滨海线应用中的探讨

1.1避雷器自身过电压防护问题

对暂态过电压危害有效防护办法是加结构性能稳定的串联间隙将全部暂态过电压限定在保护死区内，使避雷器免受其危害。串联间隙氧化锌避雷器有此独具优点。

1.2避雷器自身对供电系统不安全的影响

应用氧化锌避雷器，从根本上避免保护作用产生接地故障或相间短路故障，且不用自动重合闸装置就能减少线路雷害停电事故。因此作为全国较长的高架线路天津滨海轻轨线，全线的电力系统主要采用的就是氧化锌避雷器，

1.3避雷器其连续雷电冲击保护能力

氧化锌避雷器保护动作只泄放雷电电流，雷电电流泄放（小于100us）完毕，立即恢复到可进行再次动作能力，故氧化锌避雷器具有连续雷电冲击保护能力。

2.避雷器保护特性

2.1避雷器的保护特性参数

各种型号的避雷器在同用途同电压级时，其雷电残压参数相同或接近。除雷电残压外，还有其它保护参数，如工频放电电压值，冲击放电电压值，是否有雷电陡波残压值。

2.2避雷器动作特性运行稳定性

串联间隙氧化锌避雷器保护动作只泄放雷电流而无续流，动作负载轻，间隙不需具有灭弧及切断续流能力，故间隙数量特少。符合国家的相关规定，故间隙较大，动作特性可保持长期运行稳定。

2.3串联间隙氧化锌避雷器

串联间隙氧化锌避雷器的间隙已将全部暂态过电压限定在保护死区内免受其危害，故它可避免无间隙氧化锌避雷器因拐点电压偏低带来一切缺点。

2.4避雷器运行情况的监测

氧化锌避雷器可附带脱离器，当其失效损坏时，脱离器自动动作（30mA时不大于8min）退出运行，以免造成更大损失和事故，提高运行安全可靠性。

3.避雷器的应用

3.1避雷器外形尺寸

天津滨海轻轨线的变电所内ABB的35kV开关柜，由于柜体采用ZX2型方案，柜体高2300mm，宽600mm，深1710nm～。采用氧化锌避雷器高度不到640mm，这样底部电缆室，断路器室和顶部的母线室就有足够的高度。

3.2避雷器的性能价格比较

串联间隙氧化锌避雷器因有间隙，大大改善阀片长期工作条件，产品制造时对阀片测试筛选要求相对低些，合格率高成本低，具有高的性能价格比。

3.3避雷器使用寿命问题

串联间隙氧化锌避雷器的间隙可保证阀片只在过电压保护动作过程承受高电压，时间极短（100us内），在其它情况下阀片对于电网电压，或处于隔离状态（纯间隙时），或处于低电位状态（复合间隙电阻分压），大大改善阀片长期工作条件，还可免受暂态过电压危害和温度热损伤，保证阀片温度不超过55℃，从而保证避雷器寿命达近20年以上。

4.氧化锌避雷器运行中的问题分析

我公司从施工开始就采用氧化锌避雷器，运营至今有近4年，在35KV母线和接触网系统上没有发生一起避雷器事故。其运行寿命最长达近48个月。可能造成氧化锌避雷器运行中出现问题的原因可归纳如下几项：

4.1氧化锌避雷器的密封问题

氧化锌避雷器密封老化问题，主要是因为采用的密封技术不完善，或采用的密封材料抗老化性能不稳定，造成其密封不良而后使潮气浸入，造成内部绝缘损坏，加速了电阻片的劣化从而引起故障。

4.2电阻片抗老化性能差

在氧化锌避雷器运行在其产品寿命的后期，电阻片劣化造成泄漏电流上升，甚至造成与瓷套内部放电，放电严重时避雷器内部气体压力和温度急剧增高，而引起氧化锌避雷器本体爆炸，内部放电不太严重时可引起系统单相接地。

4.3高次谐波

由于天津滨海线接触网系统采用的是直流供电，因此高次谐波问题并不存在，从而使因大型整流、变频设备的冲击负荷等的影响，使电网上的高次谐波值严重超标问题不会存在。

4.4抗冲击能力差

电阻片在制造工艺过程中，由于其各工艺质量控制点控制不严，而使电阻片的耐受方波冲击能力不强，在频繁吸收过电压能量过程中，加速了电阻片的劣化而损坏，失去了自身的技术性能。

5.技术措施

5.1设计选型

在设计选型上，应首选有多年稳定运行实践的产品，在选择避雷器的生产厂家时，应选择有先进的工艺设备和完善的检测手段的生产厂家，才能保证所选用的氧化锌避雷器具有高的抗老化、耐冲击性能。以使在产品的寿命周期内稳定运行。

5.2加强检修力度

加强对氧化锌避雷器的检修和清洗力度，特别是在雷雨发生之后和易发生故障的部位（35kV母线段、氧化锌避雷器寿命已到后期）增加巡检次数。定期给氧化锌避雷器进行各项电气性能测试及保护校验工作。

5.3防污措施

采用必要的避雷器的防污措施，如定期清扫或涂以防污闪硅油，在氧化锌避雷器选型上选用防污型的氧化锌避雷器，

5.4技术管理

加强对氧化锌避雷器的技术管理工作，即对运行的每一只氧化锌避雷器建立技术档案，对出厂报告、定期测试报告以及保护校验的记录均要存人技术档案，直至该避雷器到达使用寿命期退出运行。

6.结论

据国外有关技术资料统计，氧化锌避雷器损坏的原因有雷电和操作过电压，受潮、污闪、系统条件、本身故障等，但仍有一定比例损坏的原因不详。又因氧化锌避雷器的劣化速度的离散性，及雷电、操作过电压、谐波、运行环境等的随机性，都决定着氧化锌避雷器的安全运行的可靠性，故需在今后的工作实践中去研究、实验、探索和总结，保障天津滨海线在未来的建设和运行过程中杜绝出现因避雷器故障而出项轻轨停止运营的事件发生。