氧化锌避雷器绝缘击穿故障分析

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1、氧化锌避雷器绝缘击穿故障分析氧化锌避雷器绝缘击穿故障分析氧化锌避雷器绝缘击穿故障分析　　摘要：本文介绍了一起由于雷电过电压导致XX变电站10kV1段母线C相避雷器绝缘击穿的事故，重点分析了无间隙金属氧化物避雷器绝缘损坏的原因，总结了在今后采取的措施和重点工作。　　关键词：避雷器雷击过电压故障　　1概述　　无间隙金属氧化物避雷器（以下简称MOA），一般采用氧化锌阀片结构。普遍用在发电厂、变电站、输配电线路，用以保护发电机、变压器、母线、线路等发输变配电设备，避免雷电过电压和操作过电压的冲击。以变电站为例主变出口、母线设备、GIS线路侧普遍采用了MOA，用以保护相应电力设备。但是随着

2、运行时间的增长，MOA在长期运行电压或雷电过电压、操作过电压作用下，氧化锌阀片不断劣化、老化，较终可能在一次外部（或内部）冲击下，MOA出现绝缘击穿损坏事故，从而引起变压器、线路等被保护设备的跳闸或接地事故，严重影响了电网的安全稳定运行。　　2事故原因分析　　2011年6月，由于雷电过电压导致XX变电站10kV1段母线C相避雷器绝缘击穿的事故。现场检查发现C相避雷器外绝缘破裂，绝缘电阻为0（使用2500V绝缘电阻表），该支避雷器已经发生绝缘击穿。同时对A相、B相避雷器进行试验，数据合格，符合相关规程的要求。现场处理措施：立即更换了C相避雷器。原因分析如下：　　2.1生产厂家制造工

3、艺不过关，密封不严。MOA密封老化情况，主要是生产厂采用的密封技术欠完善，采用的密封材料抗老化性能不稳定，密封材料在制造过程中浇注不均匀，长期运行电压下易出现径向电位差。2011年6月出现该事故的MOA，解体发现密封材料不匀称，在运行电压下间歇性放电，加速外皮劣化。在雷电压作用下而引起爆炸。　　2.2抗老化、抗冲击性能差。在MOA产品全寿命的中后期，阀片劣化造成阻性电流上升，有功功率增大，长期的热效应显著增加，避雷器内部气体压力和温度急剧增高，引起MOA本体击穿。另外阀片在制造过程中，不均匀，每片直流1mA电压试验数据之间存在一定差距，电位分布不均匀。随着运行时间的增长，首端阀片

4、开始劣化，各阀片之间长枪分布不均匀，形成恶性循环，造成避雷器参考电压下降，阻性电流和功率损耗随之增加。　　对于首端阀片劣化的MOA，阀片的抗冲击能力变弱，在频繁吸收雷电过电压能量过程中，阀片频繁动作，急剧加速了阀片的劣化而损坏。此次雷电过电压导致该站10kV1段母线避雷器热崩溃而直接击穿的直接原因。　　2.3受潮。该变电站10kV1段母线C相避雷器的两端密封不严，内外温度相差较大时，使潮气或水分浸入，凝结在MOA内部，加速了阀片的劣化，造成内部绝缘降低而引起损坏。另外阀片没有通流痕迹，在硅橡胶套内壁有明显的闪络痕迹，在金属附件上有锈斑或锌白，这也佐证了MOA确已受潮。这属于设计上

5、存在一定不良情况。雷电过电压是此次击穿事故的直接外部原因，受潮是此次氧化锌避雷器击穿事故的主要内因。　　2.4电网电压较高，谐波较多。该变电站向石太铁路供电、钢厂等用户供电，电压波动明显，谐波较多。MOA在长期较高的运行电压下，就可能造成热崩溃。变电站的稳态电压过高，势必会损坏避雷器性能老化加速。在正弦电压作用下，奇次谐波就已经比较明显，由于氧化锌阀片的非线性，在高次谐波作用下，则更加速了阀片的劣化。　　3采取的措施　　更换该变电站10kV1段母线C相避雷器，同时对该变电站10kV1段母线故障避雷器的同批次、同型号避雷器开展状态评价工作。针对劣化趋势比较明显的避雷器逐步进行更换。

6、　　4今后的重点工作　　4.1加强避雷器的设计选型。在选择生产厂家时，应选择有先进的制造工艺设备和检测手段比较成熟完善的生产厂家，应优先选用多年稳定运行经验的产品，保证MOA产品抗老化、耐冲击性能良好，运行稳定可靠。　　4.2加强变电站谐波治理力度。如果有条件，可在有谐波源的母线上增设动态无功补偿或加装消谐装置，以使电网的高次谐波，控制在IEC标准允许范围内。　　4.3高度重视避雷器带电测试、红外测温工作，逐步开展开关柜超声波局部放电测试工作，提前发现设备内部局部放电等故障。　　4.4加强MOA的技术管理，对每一支运行的避雷器建立试验台账档案，对出厂试验数据、组行电流带电检测试验

7、数据、停电例行试验数据进行综合分析，掌握MOA的运行状况。　　5结束语　　氧化锌避雷器损坏的原因有雷电、系统暂态过电压、受潮、本身故障、制造工艺不良等情况。在实际运行过程中，MOA绝缘击穿原因是多种情况综合的结果，所以MOA的劣化、老化情况具有一定分散性、离散性、特殊性，及雷电、操作过电压、谐波、运行环境等的随机性，都决定了MOA的安全运行的稳定可靠。今后工作中摸索开关柜超声波局部放电的检测方法，或者改变开关柜内部结构，将避雷器下端通过电缆引出来，增加避雷器带电测试接口，监测10