避雷器在电力系统应用中的问题及应对措施

避雷器在电力系统应用中的问题及应对措施

任林丽郭希昌赵刚

(国网山西省电力公司检修分公司山西省太原市030032)

摘要：避雷器主要用于各种建筑及电力设备中，用以保护设备不受雷电侵害。避雷器的存在使得电力系统在遇到雷击时保持一个相对绝缘的状态，但同时其在电力系统的应用中还存在着不少问题。本文首先分析了避雷器的自身防护问题及对电力系统的具体影响，接着探讨了避雷器运行中的问题，最后给出了应对措施以供参考。

关键词：避雷器；问题；应对措施

1避雷器自身防护问题及其对电力系统运行的影响

1.1避雷器本身过电压的防护方法

避雷器对电力系统的保护是存在区间值的，如果超过一定的电压上限，避雷器仅能起到分流和限压的作用，而在一定范围内的雷击，避雷器能够利用自身的性能承载电压。暂态过电压其频率或为工频或为工频的整数倍或分数倍，但与工频电源频率总有合拍的时候，如因某些原因而激发暂态过电压，工频电源能自动补充过电压能量，即使避雷器泄流过电压幅值不衰减或只弱衰减，暂态过电压如果进入避雷器保护动作区，势必长时反复动作直至热崩溃，造成避雷器损坏爆炸。暂态过电压对避雷器本身会产生不可修复的破坏，同时也会直接影响到电力系统的稳定。碳化硅避雷器暂态过电压承受能力强，但由于运行中动作特性差，仍可能遭受暂态过电压危害。无间隙氧化锌避雷器因其具有拐点电压的缘故，故存在暂态过电压承受能力差的缺点。对暂态过电压危害有效防护办法是加装结构性能稳定的串联间隙，其可将全部暂态过电压限定在保护死区内，使避雷器免受危害。

1.2避雷器对电力系统的相关影响

保护间隙和管型避雷器在间隙击穿后，保护回路再也没有限流元件，保护作用会产生接地故障或相间短路故障，影响电力系统的正常、安全运行。氧化锌避雷器在保障电力系统不受到雷击的影响同时，限流元件的存在避免了保护作用产生接地故障或相间短路故障，也不会诱发电力系统的断电保护，进一步提升了电力系统在恶劣环境下的运行稳定性。

1.3避雷器连续雷电冲击保护能力

连续冲击保护能力指两次或两次以上的雷电入侵，并且之间的时间差极其之短，数百μs至数千μs。碳化硅避雷器保护动作既泄放雷电流也泄放工频续流，切断续流时耗最大达10000μs，一次保护循环时间远大于10000μs才能恢复到再次动作能力，因此碳化硅避雷器没有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流，雷电流泄放（小于100μs）完毕，立即恢复到可进行再次动作能力，因此其具有连续雷电冲击保护能力。

1.4工频能源的浪费

防雷器件泄放雷电流的同时，避雷器中有些器件会泄放工频电流，这会造成能源的浪费。保护间隙或管型避雷器保护动作可能伴随短路电流（几kA至几十kA）对地放电，碳化硅避雷器保护动作时会发生工频续流对地放电，这些均会造成能源浪费，而氧化锌避雷器保护动作时不会伴随有短路电流或工频续流，可避免保护作用带来的工频能源浪费。

2避雷器运行中的问题

2.1避雷器的密封问题

密封问题直接关系到避雷器的使用效果及寿命，实际上当前的密封效果主要受到密封技术和密封材料两方面的影响，在恶劣环境下持续工作的避雷器如果密封质量不过关，将很快受到环境中的潮湿、粉尘等的影响，避雷器内部的封闭空间将会被污染，进而降低了避雷器的绝缘效果，最终在遇到雷电时失效甚至爆炸，因此必须高度重视避雷器的密封问题，这是关系到其质量的最关键因素之一。

2.2电阻片抗老化性能差

电阻片的存在主要用于阻挡电流击穿避雷器，从而确保电力系统不受雷电的影响，实际上每次承受雷电侵入的时候电阻片都会产生一定程度的老化，老化大的电阻片将不可避免的在避雷器内部产生电流的泄漏，这种泄漏在初期可能仅仅是导致避雷效果的下降，但是随着避雷器密封效果的下降，就可能在泄漏电流的时候诱发避雷器的爆炸。电阻片的老化周期过短，导致避雷器的寿命缩减，因此有必要提升电阻片的抗老化性能，从而延长避雷器的使用周期。

2.3瓷套污染

避雷器绝大多数情况下都是安装在室外的，因此要直接面对恶劣的工作环境，各种粉尘、潮湿等都会影响到避雷器的性能，而安装在工业厂区等环境下的避雷器，更是直接面对各种金属粉尘的污染，金属粉尘会直接弥漫在空气中然后污染瓷套，瓷套沾染了金属粉尘后就会导致电流分布的差异化，电阻片的电流释放也无法均匀的通过瓷套释放，瓷套表面的金属粉尘形成了绝缘污秽，从而导致电阻片面临的电流级别比正常情况下高2个数量级，从而诱发电流的不均匀分布和电阻片的加速老化，加之密封效果的逐渐失效，很容易在短时期内导致避雷器的失效或者是雷击状态下的爆炸事故。

2.4高次谐波

高次谐波的存在主要是大型电力设备及变频设备的使用，这些高次谐波的存在将直接影响到避雷器的运行效果，受到最直接影响就是电阻片，电阻片本身会在正弦电压的作用下形成奇次谐波，这种谐波在高次谐波的作用下将产生放大效果，加速电阻片的老化，比如某电网附近搭载了大吨位电弧炉的话，那么其产生的高次谐波将直接导致周边的避雷器使用寿命明显缩短，这种影响是非常显著的。

2.5抗冲击能力差

氧化锌避雷器有许多其他避雷器所没有的优点，但是它一般会在操作过电压或者是雷电情况下抗冲击能力差，经常性发生事故。电阻片在制造时，因为各个程序可能出现控制不严格的情况，使得电阻片的耐受方波冲击的能力大为减弱，在不断地吸收过电压能量的时候，电阻片的劣化速度会随之加快，从而减弱最终失去其本身功能。

3避雷器在电力系统中应用的技术措施

3.1避免环境污染对避雷器的不良影响

应用在电力系统中的避雷器大多数都是放置在室外环境中,避雷器瓷套不可避免的处于不良环境的污染下,受到环境和粉尘的污染,导致瓷套表面不均匀,进而影响电流的分布,使电阻片的电流增加,影响对过电压的吸收效率。长期处于环境污染之下,会加剧电阻片的劣化。因此,我们需要大力加强环境保护,从根本上对空气中的粉尘进行治理。打造洁净生活环境的同时,延长避雷针的使用寿命。与此同时,我们还可以定期对避雷器进行清理,给避雷针涂抹保护油,加强其抗污染性能。

3.2预防避雷器电阻片的老化现象

避雷器在使用过程中,不可避免的会出现出现老化现象,产生老化现象的原因一般与厂家密封不严、生产材料抗老化能力差、环境变化、产品寿命等原因有关。在避雷针密封不好的情况下,外界中的潮气不可避免的会侵入到避雷器的内部,长此以往会破坏其内部的绝缘层加快电阻的恶化,并有可能引发爆炸事故。针对避雷器密封和电阻片老化问题,生产厂家要加强技术控制,严格把关生产材料,在生产过程中做好密封处理工作。对存在老化迹象的避雷器及时进行更换,并采取合理的措施对不良老化现象的避雷器进行预防,采取有效的抑制措施防止老化泄漏导致的电流变大,对放电现象进行严格控制避免避雷器发生爆炸。

3.3强化技术监管

避雷器应用于电力系统中时,必须要加强技术管理和控制,不仅要对运用于电力系统中的避雷器建立完整的档案信息,同时还要实时的记录避雷器的各项监控数据,并将这些数据归并到避雷器系统档案中。避雷器的寿命、性能都会受到多反面因素的影响,所以要探究、总结影响避雷器性能的综合因素,优化操作技能,降低避雷器运用到电力系统阶段的不稳定因素,提高避雷器安全使用性能。

4结束语

避雷器可极大的提高电力系统的稳定性，但是避雷器的运行会受到外部环境、本身性能、电力设备运行的各方面干扰，外部环境主要是粉尘、雷击、潮湿等的影响，本身性能包括电阻片放电性能、抵御高次谐波的能力等，电力设备带来的干扰主要是高次谐波的影响。这些影响将会削减避雷器的性能，并降低其使用寿命，因此必须通过各种手段来提高避雷器的使用寿命、改善避雷器的使用环境，从而更好的保障电力系统的运行稳定性。

参考文献:

[1]李晓鹏,王刚.电力系统应用中避雷器相关问题探讨[J].科技资讯,2013(03):122.

[2]罗阳云.浅谈避雷器在电力系统应用中的问题分析[J].科技风,2011(10):258.