10kV配网用避雷器故障及解决措施

刘永军

【摘 要】避雷器能保护配电网设备不被雷击，减少和避免了雷击下配电设备的故障和配电设备的跳闸率。然而避雷器在使用过程中也会出现故障，影响配电网及设备的稳定运行。本文对避雷器故障进行了分析并提出了提高避雷器有效性的措施。

【关键词】避雷器；配电网；故障；策施

前言

雷电活动会引起线路跳闸，影响配电网的稳定运行，为了降低在雷电过电压下配电设备的故障发生率，为了降低雷击作用下配电设备的跳闸率，提高配电网的稳定和可靠性，需要在10kV配电网中装上配电用避雷器。 然而10kV配电网中避雷器在雷击下也会发生故障，配电网的稳定和可靠性会降低，所以，为了有效防止雷击下过电压引起的避雷器故障，提高配电网的稳定性，就需要了解避雷器的故障及解决避雷器故障的措施。

1.避雷器

避雷器是一种并联连接在被保护设备附近的放电器。当过电压波沿线路入侵并超过避雷器的放电电压时，避雷器就会放电把入侵波导入大地，这样就可以起到对设备的过电压的限制作用，保护了设备绝缘免遭击穿破坏。 另一方面，当入侵波消失后，以免造成工频接地短路事故，所以避雷器还具有自行恢复绝缘能力。为了实现避雷器保护设备的作用，避雷器的击穿电压要比被保护设备的低外，避雷器在入侵波消失后还要具有较强的绝缘自恢复能力。除此之外，避雷器还应具有平直的伏秒特性曲线和一定的通流容量。

2.避雷器的分类

目前使用的避雷器主要分为即保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器这四类。

2.1保护间隙避雷器和管型避雷器

保护间隙是一种由处于大气中的主间隙和辅助间隙串联而成的最简单的避雷器。而管型避雷器有分别处于大气中和产气管内的两串联间隙。它们优点是结构简单、造价低。由于有处于大气中的间隙，所以缺点是放电特性受环境影响大，放点分散性大。不仅如此，放电时产生的截波会对有线圈的设备造成危害。与此同时，因为处在不均匀磁场中伏秒特性曲线比较陡，因而不能与被保护设备的绝缘理想配合。保护间隙避雷器弧灭能力差，管型避雷器弧灭能力有所提高。保护间隙和管型避雷器作用是限制入侵的大气过电压，应用场合是配电系统、线路和发电厂及变电所进线段的保护。

2.2 阀型避雷器和氧化锌避雷器

阀型避雷器主要由瓷套、大花间隙和阀型电阻片组成。当雷电压作用在阀型电阻上，电阻值会变小，从而把雷电流泄入大地，之后，作用在避雷器上电压为正常电压时，电阻会变得很大，限制工频电流通过，因此线路又恢复了正常的对地绝缘。但当过电压作用于避雷器时，避雷器大花间隙被击穿放电。优点是运行经验成熟。缺点是密封不严，易进潮失效引发漏电痕、击穿、甚爆破。

氧化锌避雷器一般可分为无间隙和有串联间隙类。其中，无间隙氧化锌避雷器有优异的非线性曲线，在高电压下导通，低电压下不导通避免了大花间隙放电。此外，无间隙避雷器结构也简单，还有保护性好、吸收过电压能量的优点。

阀型避雷器和氧化锌避雷器在220kV 及以下系统中主要用于限制大气过电压，而在超高压系统中还可用来限制内过电压或作内过电压后备保护，所以适合于用作变电所、发电厂及变压器的保护装置。

3 .避雷器故障模式

3.1功能元件失效

避雷器的电阻片在长期工作下会老化，而当漏流增大或参考电压降低以及过电压特别是雷电过电压下的闪络或击穿时，电阻片会失效导致避雷器出现故障。而雷电过电压下的闪络或击穿是配电网络避雷器故障记录中的最大原因。

3.2密封失效

避雷器内部一旦有水分浸入则容易引起漏电起痕，介质击穿和内部短路故障。而防止水分或潮湿空气进入避雷器内部的元件是密封件/垫片，然而密封件会随着时间的推移可能会变得脆弱而起不到密封避雷器的作用。

3.3 避雷器安裝处污秽增大

瓷套式和复合外套A型避雷器是一种心筒式结构避雷器，其对污秽比较敏感。当心筒式结构避雷器处于新工厂、公路或铁路线等污秽大的地方，避雷器就容易因为污秽而发生故障。

4.避雷器故障的应对措施

4.1避雷器要可靠接地

为了确保避雷器在遭受雷击时，能将雷电流顺利引导入地，避雷器一定要接地而且还要可靠接地。避雷器在接地时，各个部位的链接一定要牢固、可靠，确保整个系统接地良好。所以，不仅避雷器的接地螺栓与避雷器的接地线直接固定时要接好，而且连接处要采取焊接、爆压方式进行处理。与此同时，连接螺栓时，不要采取缠绕、绑扎等连接方式。除此之外，要确保配电系统中的避雷器紧靠被保护设备并且避雷器的接地端和被保护设备的接地端用非常短且直的导线连接之后采用接地棒和%接地网接地。而接地棒和接地网的电阻要小，可以对接地端地电位的升高起限制作用，避免设备高压侧闪络。

4.2提高避雷器的耐压值

当实际雷电流超过避雷器的耐压值时，就容易导致避雷器遭受破坏，所以为了避免避雷器遭受雷电流的破坏除了避雷器接地顺利导走雷电流外，还要提高避雷器的耐压值。只有避雷器的耐压值提高了，才能承受更大的雷电流而不会被破坏。

4.3加强避雷器的检测

为了减少或避免避雷器故障的发生，需要加强避雷器的检测和监测。不仅在生产安装时要确保避雷器的质量，在使用前也要经过检测合格后才能投入使用。在使用过程中也要加强对避雷器的检测，以保障避雷器的使用安全。而避雷器的主要诊断方法是以“基础热像”为根据的红外诊断。在结构及传导热能途径的基础上，分析避雷器的热场及温度升高变化情况并且进一步参考相关测量结果，以有效分析避雷器的缺陷等问题，从而做好避雷器的更换工作。

4.4做好避雷器的选择和提高避雷器的产品质量

避雷器种类多各有优缺点，要根据实际做好避雷器的种类的选择。其次，安装前要确保避雷器的质量。 为了避免或减少避雷器使用中的故障，则需要提高避雷器的质量。首先，避雷器的质量与制造厂家的技术和工艺水平有很大的关系。要提高避雷器的质量就要提高金属氧化避雷器的制造技术和工艺水平，以提高避雷器关键部件指标。不仅要提高密封材质和性能指标，而且产品的密封结构性能指标也要提高，与此同时，也要提高避雷器的核心元件即电阻片的抗潮能力。除此之外，避雷器的密封问题也很重要，要重视并提高避雷器密封的检漏检测水平。不管是提高生产技术还是提高检测水平，都是为了确保生产出的避雷器的质量，以便提高避雷器在使用过程中的可靠性能。

4.5安装避雷器用脱离器

避雷器用脱离器是一种在当避雷器故障时，使避雷器与系统断开并给出可见标识的装置。正常运行的避雷器通过雷电流时，脱离器不动作。而避雷器发生故障时或避雷器过负荷时，避雷器会永久短路导致系统跳闸。为了使避雷器发生故障时或避雷器过负荷时，避雷器能与地脱离，需要在避雷器的接地侧安装脱离器确保避雷器与地脱离，从而免避雷器下部接地端出现运行电压放电，除此之外，避雷器用脱离器也可以避免更换后的新熔丝由于短路存在而再次熔断。适合安装在很难到达的地方或过负荷避雷器不能很快替换的地方。

5.结束语

雷击会使10kV配电网设备发生跳闸或出现故障，而避雷器是一个保护配电网设备不受雷击而跳闸或出现故障的设备。然而避雷器也会出现故障并且避雷器故障是配电网设备故障的首要因素。 所以为了避免或减少避雷器出现故障，不仅要加强避雷器的选购管理，而且要对避雷器进行外观检查和温度测量以便及时发现问题避雷器而更换之。与此同时，为了增大避雷器的泄放雷电流的能力，避雷器不仅要选用更大容量的避雷器，而且避雷器要安装在进线端的前端杆塔上并且接地。

参考文献

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