氧化锌避雷器受潮故障的分析及处理

氧化锌避雷器受潮故障的分析及处理

郝明杰1王宇2孟镪3

（12国网山西省电力公司检修分公司，山西省太原市0300313中北大学太原市学院路3号030051）

摘要：避雷器的主要作用是限制线路传来的雷击过电压或有操作引起的内部过低电压，使其线路依旧安全、可靠、稳定的运行。从以往避雷器应用情况来看，电力企业尝试运用了多种避雷器，但效果甚微。而基于先进技术研究与应用的氧化锌避雷器可以弥补以往避雷器的不足，有效发挥作用。但前提是氧化锌避雷器不会出现受潮故障而降低其作用。那么，氧化锌避雷器受潮故障是如何产生的呢？如何对氧化锌避雷器受潮故障进行有效处理呢？本文将结合实际案例，就以上两个问题进行分析和研究，探究解决问题的措施，希望对于有效应用氧化锌避雷器有所作用。

关键词：氧化锌避雷器；受潮故障；故障分析；故障处理

作为电力系统重要设备之一，避雷器能否有效、可靠、安全的运行，直接关系到电力系统是否能安全运行。在我国科学技术不断发展的今天，为了保证电力系统安全运行，为人们良好供电，致力于避雷器的研究。从目前避雷器研究与应用情况来看，氧化锌避雷器是一种非常有效的、可靠的避雷器，将其合理安装在线路上，可以充分发挥作用，避免线路受到雷电的作用，使线路受损[1]。但是，一些电力企业表示氧化锌避雷器在应用的过程中容易出现受潮故障的情况，进而使其作用大打折扣，而无法有效保护线路安全。以下笔者将参考相关文献及对氧化锌避雷器受潮故障情况的了解，重点研究氧化锌避雷器受潮故障问题。

一、氧化锌避雷器的简单概述

（一）氧化锌避雷器

氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器。利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小；当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙，利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。氧化锌避雷器的工作原理是额定电压下通过氧化锌避雷器阀片的电流较小，相当于绝缘。只有在其电压超过而定值的情况下，阀片才会导通，将大电流导入大地，而残留电压几乎不会超过被保护设备的耐压程度，如此被保护的线路或设备不会出现故障情况[2]。

（二）氧化锌避雷器的特点

这使得氧化锌避雷器具有多种特点，具体表现为：

其一，保护选择性好。因氧化锌避雷器是由非线性电阻片叠装而成的，这使其具有良好的非线性特性，那么在具体应用的过程中，如若电压正常，那么氧化锌避雷器的电阻值较高，能够通过的电流只能用微安表示；如若运行电压超过参考电压，那么通过氧化锌避雷器的电流将会增加，将其导入大地，避免电力设备或线路受到较大过电压的作用，而使线路或设备受损。这充分说明了，氧化锌避雷器具有保护选择性好的特点，能够有效的保护设备或线路。

其二，通流能力大。由于氧化锌避雷器采用的氧化锌阀片，其具有密度高、比热性大的特点，其通流能力是碳化硅阀片的4倍，这使得氧化锌避雷器能够合理的应用在线路或各种电力设备上，对线路及电力设备予以保护。

其三，结构简单，可靠性高。氧化锌避雷器之所以具有结构简单，可靠性高的特点，主要是氧化锌被雷器取消了传统碳化硅避雷器的串联间隙，提高了可靠性、稳定性等[3]。

（三）氧化锌避雷器预防性试验

基于以上内容的分析，确定氧化锌避雷器有效的应用，可以很好的保护线路或设备。但是，要想使氧化锌避雷器可以有效应用，需要对氧化锌避雷器进行预防性试验，也就是进行绝缘电阻试验和泄漏电流试验，在确定试验合格的基础上才能具体应用。

二、氧化锌避雷器受潮故障及处理分析

出于详细了解氧化锌避雷器受潮故障的原因及处理方法，笔者在此结合实际案例来进行分析和探讨。

（一）氧化锌避雷器受潮故障案例说明

2015年7月安排的电力人员对变电站进行例行巡查，某位电力人员在例行巡视检查的过程中发现500kV某线路氧化锌避雷器B相泄漏电流偏大，达到3.8mA，而A相为2.1mA，C相为2.3mA，B相避雷器的泄漏电流数值明显大于A、C相，也超出了该类型避雷器运行监视的正常范围（1.0mA~2.5mA）。针对此种情况，电力人员及时向上级汇报情况。上级领导在了解这一情况下，认为可以能是因为氧化锌避雷器出现质量隐患或故障。为了确定这一判断是否准确及寻找解决氧化锌避雷器异常情况，上级领导决定对氧化锌避雷器进行红外成像测温，最终确定氧化锌避雷器故障。而对氧化锌避雷器故障前后进行了解，确定避雷器运行区域出现轻微雾霾，无雷电阴雨情况发生，且电力系统运行正常、稳定，无任何操作不当或故障发生[4]。故障氧化锌避雷器基本参数见表一。

对故障氧化锌避雷器进行详细的观察与检查，确定220kVA相氧化锌避雷器的电流表被烧坏，接地软连接被断开；氧化锌避雷器压力释放阀动作，并且又喷出物，但未发现外表面放电痕迹。

基于故障对氧化锌避雷器的检查及故障前后情况的了解，确定氧化锌避雷器出现受潮故障问题。

（二）氧化锌避雷器受潮故障分析

针对氧化锌避雷器受潮故障情况，相关技术人员表明单纯的依靠了解的情况是无法判断氧化锌避雷器受潮故障的原因，相应的无法有效处理氧化锌避雷器受潮故障问题[5]。所以，出于有效处理氧化锌避雷器受潮故障问题的考虑，需要对氧化锌避雷器受潮故障问题进行详细的分析。

1.故障氧化锌避雷器的解体

基于上文可以确定氧化锌避雷器故障现场情况，进行现场解体处理，确定氧化锌避雷器外部的均压环一侧向下的一面出现灼烧白点；而瓷套外表面观察，确定在氧化锌避雷器上节的下法兰和避雷器下节的上下法兰防爆右侧也同样出现了灼烧白点的情况[6]。

在对氧化锌避雷器的上节避雷器元件进行解体，打开避雷器元件上下防护板，观察避雷器的压力释放装置，确定没有出现防爆片、盖板锈蚀的情况，并且密封圈结构完好。在此基础将避雷器元件的电阻片柱取下，观察电阻片柱，确定其出现贯穿性击穿和开裂的现象。对氧化锌避雷器的下节避雷器元件进行解体，打开下节避雷器元件的上下防护板，发现压力释放板已经动作，并且压力释放板和盖板未见锈蚀的情况。在此基础上打开避雷器盖板，弹簧压板及弹簧也没有出现锈蚀的情况，观察密封圈，确定其设置良好，上部也很干净。此时，将避雷器下节元件的电阻片柱取下，对电阻片柱进行详细的观察，确定其侧面出现了贯穿性闪络现象，但却未向上节避雷器元件的电阻片柱出现开裂、击穿现象[7]。

对避雷器下节瓷件下不密封面进行检查，发现有类似水渍的痕迹，而检查避雷器下节元件下盖板的密封槽，发现密封圈上有不均匀的压痕；对避雷器下节此件内壁进行检查，发现一侧烧蚀严重，内壁釉层有脱落现象。

2.氧化锌避雷器受潮故障原因分析

基于对受潮故障的氧化锌避雷器进行全面解体与检查，对氧化锌避雷器受潮故障原因进行分析，确定可能是因为以下两种原因所引起的。

其一，避雷器上节元件电阻片柱有击穿、开裂现象。通过上文的分析，确定避雷器上节元件的电阻片柱受损而上节元件的电阻片柱没有受损情况。这只能说明表明故障是由于避雷器上节元件发生出现了闪络现象，才会导致避雷器上节承受工频过电压．造成避雷器上节的电阻片柱击穿、开裂。也就是说，氧化锌避雷器上节元件发生闪络情况，会导致氧化锌避雷器出现受潮故障[8]。

其二，上文氧化锌避雷器解体检查的过程中确定避雷器下节元件的下部瓷套密封端面有两块类似水渍的痕迹，且瓷套内壁有明显贯穿性电弧烧蚀痕迹，这说明氧化锌避雷器在安装的过程中，下节元件的下部密封面处理并不是非常标准，导致内部绝缘性降低。此种情况下，在具体进行氧化锌避雷器应用的过程中容易出现下节元件贯穿性闪络，进而使压力释放装置动作，最终引发氧化锌避雷器受潮故障。

（三）氧化锌避雷器受潮故障的处理

在氧化锌避雷器故障的一系列检查与分析的过程中，确定可能造成氧化锌避雷器故障的因素有很多，为了能够有效的处理氧化锌避雷器受潮故障问题，应当考虑到可能影响氧化锌故障的所有原因，进而合理规划与设计氧化锌避雷器故障处理的方案，以便科学、合理、有效的处理故障问题，使氧化锌避雷器恢复最佳状态，再次有效的应用于线路或电力设备上发挥作用。基于以上案例中氧化锌避雷器受潮故障原因，所实施的处理做法是：

1.屏蔽表面泄露电流，获取可靠的全电流数据

考虑到后续还要有效应用氧化锌避雷器，在对氧化锌避雷器受潮故障处理的过程中，应当在避雷器外瓷套上喷涂PRTV或复合绝缘材料，以此来增强整个外瓷套的绝缘性能，起到有效屏蔽的作用，那么可以杜绝避雷器下节元件出现贯穿性闪络的情况。

2.常规化开展避雷器带电测试工作

之所以开展常规化氧化锌避雷器带电测试工作，主要是通过此种方式来真实反映避雷器运行状态，以便及时发现氧化锌避雷器异常情况，及时处理，避免氧化锌避雷器受潮故障问题的发生。出于提高常规化避雷器带电测试工作水平，建议采用带PT三项屏蔽法来进行带电测试[9]。

3.加强异常气象条件下氧化锌避雷器的巡视

基于对氧化锌避雷器故障发生前的了解，氧化锌避雷器出于确定避雷器运行区域出现轻微雾霾，无雷电阴雨情环境之中。这说明氧化锌避雷器在空气湿度大且户外温差变化较大的环境之中容易出现受潮故障。为了尽可能的避免氧化锌避雷器受潮故障，还应当加强异常气象条件下氧化锌避雷器巡视工作，尽量避免氧化锌避雷器受到潮气的影响，使得避雷器内部出现受潮击穿的情况[10]。总之，在异常气象条件下，相关工作人员应当提前制定特殊环境下的巡视计划，并且做好氧化锌避雷器防护工作，以便氧化锌避雷器状态良好，能够持续发挥作用，有效保护输电线路或电气设备。

4结束语：

从目前避雷器研究与应用情况来看，氧化锌避雷器是一种非常有效的、可靠的避雷器，将其合理安装在线路上，可以充分发挥作用，避免线路受到雷电的作用，使线路受损。但是，一些电力企业表示氧化锌避雷器在应用的过程中容易出现受潮故障的情况，进而使其作用大打折扣，无法有效保护线路安全。基于本文中氧化锌避雷器受潮故障案例的分析，可以确定可能造成氧化锌避雷器受潮故障的原因较多，或避雷器上节元件发生出现了闪络现象、亦或避雷器下节元件出现了贯穿性闪络等。为了有效的处理氧化锌避雷器受潮故障问题，使氧化锌避雷器恢复最佳状态，笔者建议屏蔽表面泄露电流，获取可靠的全电流数据、常态化开展避雷器带电测试、加强异常气象条件下的避雷器巡视。总之，应当加强氧化锌避雷器受潮故障的处理，使之可以有效的、合理的应用在线路或电力设备上，有效的防范雷击产生的过电压，从而使线路或电力设备长期安全、稳定的运行。

参考文献：

[1]黄福敏.一起110kV氧化锌避雷器故障的判断及分析[J].建筑工程技术与设计,2015,(4):542-542.

[2]易文胜.配电型氧化锌避雷器的故障分析及处理[J].中国科技纵横,2014,(19):172-172.[3]郝瑞馨,付占威.一起氧化锌避雷器受潮故障的分析及处理[J].科技传播,2012,(19):185.

[4]谢传通.氧化锌避雷器泄漏电流表指示异常的分析与处理[C].//2010年江苏省电机工程学会高电压技术学术年会论文集.2010:41-44.

[5]秦伟,周源.氧化锌避雷器早期受潮缺陷实例分析[C].//江苏省电机工程学会2009年学术年会暨第四届江苏电机工程青年科技论坛论文集.2009:164-167.

[6]王建,李山,周利兵等.冬、春过渡期内新疆电网两起金属氧化锌避雷器故障分析及对策[C].//中国电机工程学会高电压专业委员会2015年学术年会论文集.2015:1-7.

[7]王斌,王智慧,赵国强等.220kV避雷器受潮故障分析及防范措施探讨[J].江西电力职业技术学院学报,2016,29(1):5-7.

[8]一起110kV氧化锌避雷器受潮案例分析/安全生产要『四慎』/TV高压熔断电一相熔断和单相接地故障的区别[J].农村电工,2013,(5):30.

作者简介：

1，郝明杰，男，1975年3月26日生，高级工程师，山西省电力公司检修公司，从事变电检修工作，现任变电检修中心主任；

2，王宇，男，1985年12月23日生，工程师，山西省电力公司检修公司，从事变电检修工作；

3，孟镪，男，1997年7月19日生。中北大学，学生