概述:

為保護電力設施免受雷電過電壓和系統過電壓的沖擊，普遍安裝使用了金屬氧化物避雷器。特別是在10kV配電網中普遍采用了無間隙金屬氧化物避雷器，隨著運行時間的推移，在10kV配電網中因金屬氧化物避雷器損壞引起的線路跳閘、接地事故經常發生，嚴重影響了10kV配電網的安全運行。

綜合無間隙金屬氧化物避雷器的損壞情況看，質量好的損壞較少，而質量差的損壞較多；在晴天損壞較少，在雷雨天損壞較多；在無操作時損壞較少，在有操作時損壞較多；在正常運行中損壞較少，在異常運行時損壞較多。

 

損壞原因分析:

1. 受潮

金屬氧化物避雷器是由硅橡膠作為避雷器的封殼，硅橡膠套封殼質量低劣，主要是小廠假冒偽劣產品，生產廠采用的技術不完善，或采用的密封材料抗老化性能不穩定，在溫差變化較大或運行時間接近產品壽命后期，造成其密封不良。避雷器的兩端加工粗糙、使潮氣或水分浸入，造成內部絕緣損壞，加速了電阻片的劣化而引起損壞。從事故后避雷器殘骸可以看出，閥片沒有通流痕跡，閥片兩端噴鋁面沒有發現大電流通過后的放電斑痕。而在硅橡膠套內壁或閥片側面卻有明顯的閃絡痕跡，在金屬附件上有銹斑或鋅白，這就是金屬氧化物避雷器受潮的影響。

 

2. 額定電壓和持續運行電壓取值偏低

金屬氧化物避雷器的額定電壓是表明其運行特性的一個重要參數，也是一種耐受工頻電壓的能力指標。金屬氧化物避雷器的閥片耐受工頻電壓的能力是與運行電壓的持續時間密切相關。持續運行電壓也是金屬氧化物避雷器的重要特性參數，該參數的選擇，對金屬氧化物避雷器的可靠性有很大影響。在運行中允許持久地施加在避雷器端子上的工頻電壓有效值，它覆蓋電力系統運行中可能持續地施加在金屬氧化物避雷器上的工頻電壓最高值。

 

3. 電網電壓波動

配電網的電壓波動范圍很寬，對金屬氧化物避雷器，如要求在穩定狀態下吸收大量能量，就可能造成熱崩潰。用無間隙金屬氧化物避雷器時，必須滿足系統工作電壓波動范圍。否則，由于穩態電壓過高，損壞的不是一只避雷器，而會同時損壞許多只避雷器。

 

4. 老化問題

參考電壓或工頻參考電壓峰值之比）增高，負擔加重，導致老化速度加快，并形成惡性循環，最終導致該金屬氧化物避雷器發熱崩潰。避雷器閥片的老化速度是影響壽命的關鍵因素。氧化物避雷器運行在其產品壽命的后期，閥片劣化造成泄漏電流上升，甚至造成內部放電，放電嚴重時避雷器內部氣體壓力和溫度急劇增高，引起氧化物避雷器本體擊穿，內部放電不太嚴重時，可引起系統單相接地

 

5. 抗沖擊能力差

氧化物避雷器多在操作過電壓或雷電條件下發生事故，其原因是因閥片在制造過程中，由于其各工藝質量控制點控制不嚴，而使閥片的耐受沖擊電壓能力不強，在頻繁吸收過電壓能量過程中，加速了閥片的劣化而損壞。當電網中發生斷線、接地或其它原因引起諧振時，其幅值可達3倍相電壓，可能導致金屬氧化物避雷器損壞。

 

6. 金屬氧化物避雷器的自身過電壓防護能力差

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），其頻率或為工頻的整數倍或分數倍形成暫態過電壓，工頻電源能自動補充過電壓能量，使避雷器泄流過電壓幅值不衰減或弱衰減，暫態過電壓如果進入避雷器保護動作區，勢必長時間反復動作直至熱崩潰，因此暫態過電壓對無間隙金屬氧化物避雷器有致命危害。 

 

7. 接地電阻不合格造成反擊

避雷器的接地體是泄放雷電流的唯一渠道，接地電阻過高或接地裝置不合格，當有雷電侵入時，雷電流通過避雷器經接地極向大地泄放，由于接地電阻較高，不能放電，部分雷電流向避雷器或配變等設備反向沖擊，造成反擊使避雷器損壞，有時甚至擊毀配電變壓器。

 

8. 安裝錯誤

無間隙金屬氧化物避雷器由于體積小，傘裙不明顯，再加上個別電工技術水平不高，責任心不強，使避雷器方向裝反，當有雨水時使傘裙兜水，造成放電爬弧，久而久之，金屬氧化物避雷器硅橡膠外套因爬弧放電而損壞。筆者在對配變氧化物避雷器檢查時，發現有一部分是因傘裙裝反，使硅橡膠外套有爬弧放電而報廢。

 

防止損壞的措施:

1. 避雷器正確選型

避雷器選型主要難點是，確定暫態過電壓的范圍問題，既要保證在較高的操作過電壓及大氣過電壓下安全、可靠地動作，又要保證在暫態過電壓下閥片不動作。現階段避雷器的選型和設計必須保證2 h單相接地時，出現的系統最高過電壓，金屬氧化物避雷器不動作，否則氧化物避雷器會出現熱崩潰事故。  設計上選型，應首選有多年穩定運行的產品，在選擇生產廠時，應選擇有先進的工藝設備和完善的檢測手段的生產廠，才能保證所選用的金屬氧化物避雷器具有高的抗老化、耐沖擊性能，以使在產品的壽命周期內穩定運行。  選用串聯間隙金屬氧化物避雷器。無間隙金屬氧化物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和溫度熱損傷等原因，迅速加快閥片老化，有的壽命比碳化硅避雷器還短。串聯間隙金屬氧化物避雷器的間隙，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，在其它情況下，閥片對于電網電壓，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。串聯間隙金屬氧化物避雷器保護動作，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，10 kV金屬氧化物避雷器僅一個間隙，動作特性可保持長期穩定運行。

 

2. 裝設脫離器

為防止金屬氧化物避雷器損壞時事故擴大，建議在每只避雷器的下部安裝脫離器，以使避雷器遭受異常電壓作用時，能及時脫離運行電網。避雷器失效的主要特征是泄漏電流增大，運行中不易發現，有可能長期帶病運行，以致擴大事故，故有必要監測其運行工況。金屬氧化物避雷器附帶脫離器，當其失效損壞時，脫離器自動動作（30 mA時不大于8 min）退出運行，以免造成更大損失和事故，提高運行安全可靠性。可減去定期給金屬氧化物避雷器進行各項電氣性能測試或在線監測的麻煩。

 

3. 加強對金屬氧化物避雷器管理

加強監測是保證金屬氧化物雷器安全、可靠運行的重要措施之一。金屬氧化物避雷器在運行前須對避雷器進行檢查和測試，將檢查測試結果記入技術檔案。對運行在配電網上的每一只金屬氧化物避雷器都要建立技術檔案，對出廠報告、定期測試報告及在線監測的運行記錄，均要存入技術檔案，作為定期檢查的參考，直至該避雷器退出運行。  加強對電工的業務技術培訓，增強責任心，各單位對金屬氧化物避雷器的管理要設專（兼）職管理員，嚴格考核。 

 

4、接地電阻應符合規程要求

避雷器的接地體應考慮長久耐用，采用φ16 mm的熱鍍鋅圓鋼，（平原地區）打入地下7～8 m，100 kVA及以上變壓器，保證接地電阻≤4 Ω，100 kVA 以下變壓器保證接地電阻≤10Ω，引線用4 mm×40 mm熱鍍鋅扁鐵點的，各連接連接應牢固，每年在雷雨前要進行專項檢查、測試，發現問題及時處理。

 

結束語

金屬氧化物避雷器損壞的原因有雷電、系統暫態過電壓、受潮、本身故障、小廠生產的假冒偽劣產品等。但仍有一定比例損壞的原因不明，因金屬氧化物避雷器的劣化速度的離散性，及雷電、操作過電壓、諧波、運行環境等的隨機性，都決定著金屬氧化物避雷器的安全運行的可靠性，故需在今后的工作實踐中去研究、實驗、探索和總結，使運行中的不安全因素得以預防和完善。