避雷器在电力系统应用中的问题分析(2)
4.氧化锌避雷器运行中的问题分析
我公司应用氧化锌避雷器始于80年代,运行至今在110KV母线上共发生6起事故,均为氧化锌避雷器本体爆炸,其运行寿命最长达110个月,最短的仅有11个月,表1为我公司110KVⅢ段母线避雷器爆炸统计表。
表1110KVⅢ段母线避雷器爆炸统计表
爆 炸 时 间 |
黄 相 (A) |
绿 相 (B) |
红 相 (C) |
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次 数 |
寿 命 |
次 数 |
寿 命 |
次 数 |
寿 命 |
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1985.03.11 |
1 |
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1986.07.26 |
1 |
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1987.06.14 |
更 新 |
1 |
11个月 |
更 新 |
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1994.06.05 |
1 |
84个月 |
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1996.08.18 |
1 |
110个月 |
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1997.03.13 |
1 |
11个月 |
从运行时间上、安装的环境、气候、及生产厂,对损坏的氧化锌避雷器进行技术分析,造成氧化锌避雷器运行中爆炸的原因可归纳如下几项:
4.1.氧化锌避雷器的密封问题
氧化锌避雷器密封老化问题,主要是生产厂采用的密封技术不完善,或采用的密封材料抗老化性能不稳定,在温差变化较大时或运行时间接近产品寿命后期,造成其密封不良而后使潮气浸入,造成内部绝缘损坏,加速了电阻片的劣化而引起爆炸。
4.2.电阻片抗老化性能差
在氧化锌避雷器运行在其产品寿命的后期,电阻片劣化造成泄漏电流上升,甚至造成与瓷套内部放电,放电严重时避雷器内部气体压力和温度急剧增高,而引起氧化锌避雷器本体爆炸,内部放电不太严重时可引起系统单相接地。
4.3瓷套污染
由于工作在室外的氧化锌避雷器,瓷套受到环境粉尘的污染,特别是设置在冶金厂区内变电所,由于粉尘中金属粉尘的比例较大,故给瓷套造成严重的污染而引起污闪或因污秽在瓷套表面的不均匀,而使沿瓷套表面电流也不均匀分布,势必导致电阻片中电流IMOA的不均匀分布(或沿电阻片的电压不均匀分布),使流过电阻片的电流较正常时大1—2个数量级,造成附加温升,使吸收过电压能力大为降低,也加速了电阻片的劣化。
4.4.高次谐波
冶金企业电网随着大吨位电弧炉、大型整流、变频设备的应用及轧钢生产的冲击负荷等的影响,使电网上的高次谐波值严重超标。由于电阻片的非线性,当正弦电压作用时,还有一系列的奇次谐波,而在高次谐波作用时就更加速了电阻片的劣化速度。
4.5.抗冲击能力差
氧化锌避雷器多在操作过电压或雷电条件下发生事故,其原因是因电阻片在制造工艺过程中,由于其各工艺质量控制点控制不严,而使电阻片的耐受方波冲击能力不强,在频繁吸收过电压能量过程中,加速了电阻片的劣化而损坏,失去了自身的技术性能。
5.技术措施
针对冶金电网的特点及氧化锌避雷器几次事故分析的结论,要保证氧化锌避雷器在网上安全可靠运行,应采取以下措施:
5.1.设计选型
在设计选型上,应首选有多年稳定运行实践的产品,在选择生产厂时,应选择有先进的工艺设备和完善的检测手段的生产厂,才能保证所选用的氧化锌避雷器具有高的抗老化、耐冲击性能,以使在产品的寿命周期内稳定运行。
5.2.在线监测
增设氧化锌避雷器的在线监测仪,并加强对在线监测仪的巡检力度,特别是在雷雨后和易发生故障的部位(有电弧炉负荷的母线段、氧化锌避雷器寿命已到后期)增加巡次数。定期给氧化锌避雷器进行各项电气性能测试及在线监测仪的校验。
5.3.防污措施
采用必要的避雷器瓷套的防污措施,如定期清扫或涂以防污闪硅油,在氧化锌避雷器选型上选用防污瓷套型的氧化锌避雷器。
5.4.谐波治理
加强电网谐波的治理力度,在有谐波源的母线段增设动态无功补偿和滤波装置,以使电网的高次谐波值控制在国家标准允许范围内。
5.5.技术管理
加强对氧化锌避雷器的技术管理工作,即对运行在网上的每一只氧化锌避雷器建立技术档案,对出厂报告、定期测试报告及在线监测仪的运行记录均要存入技术档案,直至该避雷器退出运行。
据国外有关技术资料统计,氧化锌避雷器损坏的原因有雷电和操作过电压,受潮、污闪、系统条件、本身故障等,但仍有一定比例损坏的原因不详,故仍有其在运行中对事故原因不明确的问题。又因氧化锌避雷器的劣化速度的离散性,及雷电、操作过电压、谐波、运行环境等的随机性,都决定着氧化锌避雷器的安全运行的可靠性,故需在今后的工作实践中去研究、实验、探索和总结,以使得其在运行中的不安全因素可得以预防和完善。