避雷器在电力系统应用中的问题分析


 摘要:避雷器在电力线系统中的应用和作用都非常之大,避雷器的种类也随着电力工业的发展和科学技术的进步在不断增多,其避雷效果、外形设计、重量及安装方便也越来越被电力安装和运行人员所认可。四师垦区电网( 以下简称垦区电网 )多以山区、丘陵和沙漠地带为主,雷雨季节的避雷效果对垦区电网的安全、稳定运行至关重要。就此,本人根据多年的工作经验对避雷器在电力系统中的应用谈点个人意见,仅供同行参考。
关键词:避雷器 电力系统 问题 
1 应用中的问题探讨   
1.1 避雷器自身过电压防护问题 避雷器是过电压保护电器,但其自身也存在着过电压防护问题,避雷器对于能量有限的过电压如雷电过电压和操作过电压等能起到限压保护的作用,但对于能量无限的过电压,如暂态过电压(工频过电压和谐振过电压的总称),其频率或为工频的整数倍或分数倍,与工频电源频率总有合拍的时候,如果因为某些原因出现暂态过电压,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,暂态过电压进入避雷器保护动作区,会对避雷器有反复的作用,甚至将避雷器损坏爆炸,所以暂态过电压对避雷器有致命的危害。碳化硅避雷器暂态过电压承受能力强,但是由于其稳定性差,常因冲击放电电压(保护动作区起始电压)值下降,这样也可能受到暂态过电压的伤害。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压偏低,仅2.21~2.56Uxg(最大相电压),而有些暂态过电压最大值达2.5~3.5Uxg,因此对暂态过电压的承受能力较低。加结构性能稳定的串联间隙将全部暂态过电压限定在保护死区内才能避免暂态过电压对避雷器的危害。 
1.2 避雷器自身对电力系统不安全影响 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,保护动作都要造成接地故障或相间短路故障,会增多电路的故障率,影响电力系统的正常、安全运行。应用氧化锌避雷器,会从根本上解决这一问题,并且不用自动重合闸装置就能避免雷电对电路的危害。
1.3 避雷器其连续雷电冲击保护能力 在高压电力装置受到连续雷电冲击时,对其伤害更大。连续雷电冲击是指两次雷电入侵波间隔时间仅数百μs至数千μs,间隔时间极短。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,因此这种避雷器有连续雷电冲击保护的能力,对于多雷区域的避雷器防护有重要的作用。
2 避雷器运行中的问题分析
从各项主客观因素对损坏的避雷器进行技术分析,造成避雷器运行中爆炸的原因主要有:
2.1 避雷器的密封问题。避雷器会受到密封老化问题的困扰,这主要是因为生产厂家的技术不完善,或者使用的密封材料老化造成的,在温差变化较大时或运行时间接近产品寿命后期,造成其密封性能下降潮气进入,造成内部绝缘损坏,电阻片受到危害,引起爆炸。
2.2 电阻片抗老化性能差。当避雷器运行接近其使用寿命时,电阻片劣化造成泄漏电流上升,甚至造成与瓷套内部放电,放电严重的时候,会造成内部的气温急剧上升,而引起避雷器本体爆炸。
2.3 瓷套污染。由于避雷器都是在室外工作,瓷套容易受到粉尘的影响,特别是设置在冶金厂区内变电所,由于有大量的金属粉尘,严重的污染瓷套外部,并使瓷套表面的电流分布不均,势必导致电阻片中电流的不均匀分布,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,这样就加速了电阻片的劣化。
2.4 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。
3 要保证避雷器在网上安全可靠运行,应采取以下措施:
3.1 防污措施。对避雷器瓷套进行定期的清理,如定期清扫或涂以防污闪硅油,还可以选择防污型的避雷器瓷套使用。
3.2 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。
3.3 技术管理 加强对避雷器的技术管理工作,保证避雷器的正常安全运行,即对运行在网上的每一只避雷器建立技术档案,定期对避雷器的运行状况和老化状况进行检查,直至该避雷器退出运行。避雷器使用寿命与许多因素有关,除制造质量,密封失效受潮及其它外界因素外,避雷器阀片的老化速度是影响寿命的关键因素。避雷器损坏的原因有很多,除老化,污损等外,还有很多的损坏原因不明确,因此对避雷器进行定期的检查很重要。又因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,这些都决定着避雷器能否正常安全的运作,故我们在以后的工作中必须更深入的研究避雷器的防护工作,以使得避雷器在安全正常的运作中发挥出它的作用。

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