復(fù)合外套金屬氧化鋅避雷器損壞分析

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1、復(fù)合外套金屬氧化鋅避雷器損壞分析電力總公司修試中心王軍劉喜軍耿廣鑫摘要：在電網(wǎng)運(yùn)行中，操作過電壓、多次諧波都可能能引起復(fù)合外套氧化鋅避雷器的爆裂、擊穿損壞，但生產(chǎn)復(fù)合外套的硅橡膠質(zhì)量不合格、避雷器芯體管套質(zhì)量不合格、閥片的質(zhì)量不合格、避雷器芯體與復(fù)合外套分離、生產(chǎn)工藝的質(zhì)量控制不嚴(yán)及避雷器廠家質(zhì)量意識(shí)淡漠等因素都是構(gòu)成避雷器損壞的極為重要的原因。本文著重分析了這幾個(gè)極為重要的原因形成的因素。關(guān)鍵詞：復(fù)合外套，硅橡膠，閥片，芯體管套，生產(chǎn)工藝，質(zhì)量意識(shí)。前言：氧化鋅避雷器以其優(yōu)良的伏安特性在電網(wǎng)技改中得以廣泛地應(yīng)用，但從實(shí)際的運(yùn)行中因質(zhì)量低

2、劣而發(fā)生了不少的爆裂、擊穿等運(yùn)行事故，特別是最近一個(gè)時(shí)期，部分運(yùn)行的復(fù)合外套氧化鋅避雷器發(fā)生的質(zhì)量事故呈上升趨勢(shì)，電機(jī)型復(fù)合外套避雷器反映的問題更為嚴(yán)重。這些都對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來了許多隱患，本文從復(fù)合外套氧化鋅避雷器生產(chǎn)工藝和質(zhì)量的角度，對(duì)事故避雷器從生產(chǎn)及檢驗(yàn)的角度進(jìn)行了較為詳盡的的分析，以便于檢測(cè)人員在進(jìn)行質(zhì)檢時(shí)借鑒本文而對(duì)避雷器進(jìn)行更為全面的檢驗(yàn)。一、避雷器的損壞統(tǒng)計(jì)及現(xiàn)象表述自2011年2月以來，對(duì)各變電站因損壞而更換下的避雷器進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，統(tǒng)計(jì)的結(jié)果如下表：變電所名稱損壞避雷器位置避雷器型號(hào)檢測(cè)及更換人勝一變4#電機(jī)YH1

3、.5WD—13.5/31仝建軍石油大學(xué)三配甲線YH5WS——10/30王俊霞勝三變1#電機(jī)YH1.5WD—13.5/31劉喜軍坨四變3#電機(jī)YH1.5WD—13.5/31王軍坨七變4#電機(jī)YH1.5WD—13.5/31趙軍在損壞的五只避雷器中，有三只避雷器芯體外殼已被燒成泡沫狀黑炭般的物質(zhì)，一碰即碎，整個(gè)芯體內(nèi)部只留有一些烏黑的碎末，復(fù)合外套的合模縫處有兩處燒焦的痕跡，局部的硅橡膠已呈碳化狀。另外兩只避雷器雖相對(duì)完整，但每只合?？p的中部有一片焦燒的跡象，焦燒的外套，一碰即碎。將這五只事故避雷器剖開復(fù)合外套，發(fā)現(xiàn)其厚度嚴(yán)重偏芯，都是一遍厚一

4、邊薄，厚的一邊大約3.5毫米，薄的地方象紙一樣，半個(gè)毫米都不到。用刀在損壞的避雷器端部將復(fù)合外套解剖，復(fù)合外套根本就沒有與避雷器芯體粘合，也沒有與芯體端部的金具粘合，而像是套在芯體上似的，稍微用勁就能撕下。一、損壞要因分析復(fù)合氧化鋅避雷器是提高設(shè)備耐雷水平、降低雷電跳閘率的最直接有效的手段。它殘壓低，能有效地保護(hù)相關(guān)電氣設(shè)備的絕緣不受雷電過電壓（大氣過電壓）的傷害。還能在一定限度內(nèi)吸收操作過電壓、暫時(shí)過電壓的能量，保護(hù)電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。與瓷外套氧化鋅避雷器相比，除了具備瓷外套氧化鋅避雷器的一切優(yōu)點(diǎn)以外，還具有良好的絕緣性能、防耐污性能、

5、耐老化性能、防爆性能以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然這一切一切的優(yōu)點(diǎn)都是在產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下才能滿足的。事故避雷器的質(zhì)量問題是多方面的。在電網(wǎng)運(yùn)行中，空載變壓器的投入、切斷空載線路、切合的開關(guān)三相不通氣等操作都會(huì)產(chǎn)生操作過電壓；無功補(bǔ)償和過濾裝置的投入和切換形成的多次諧波，這些都會(huì)造成線路避雷器的損壞。通過解剖，我們發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不過關(guān)是這些避雷器發(fā)生事故的重要原因，本文僅從生產(chǎn)的角度剖析這些避雷器發(fā)生事故的原因。1、硅橡膠的質(zhì)量不合格制作復(fù)合外套的硅橡膠材料是由基體材料—有機(jī)硅橡膠110-2、起補(bǔ)強(qiáng)作用的白炭黑（氣相二氧化硅）、抗漏電蝕痕的三

6、水化合物及各種填料結(jié)構(gòu)控制劑、過氧化物硫化劑和著色劑等材料組成。正是這些組分的存在，才是復(fù)合外套具有良好的耐氧化性能、耐電暈性能、抗臭氧性、良好的耐漏電蝕痕以及強(qiáng)憎水性和憎水遷移性。通過水霧試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)這些事故避雷器復(fù)合外套的憎水性下降較為嚴(yán)重。拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率、撕裂強(qiáng)度也是考察復(fù)合硅橡膠合格與否的最要技術(shù)參數(shù)。而事故避雷器是2008年以后安裝的，由于運(yùn)行時(shí)間短，復(fù)合外套的耐老化性能、耐電暈性能和耐臭氧性無法直接判斷，而從灼燒成泡沫狀黑炭般的物質(zhì)來看，耐漏電蝕痕性能是遠(yuǎn)不達(dá)標(biāo)的，另外不費(fèi)勁就能將外套撕下，證明復(fù)合材料的抗撕裂性能也不合格

7、，因?yàn)榭顾毫研阅芎细竦膹?fù)合材料你是很難撕斷的。易撕裂主要是因?yàn)樯a(chǎn)廠家在生產(chǎn)避雷器的復(fù)合外套時(shí)為了降低成本而少用甚至不用起補(bǔ)強(qiáng)作用的氣相白炭黑，或改用價(jià)格相對(duì)低廉的固相白炭黑，因此生產(chǎn)的復(fù)合外套易老化、易粉化，根本不能滿足電網(wǎng)運(yùn)行的需要。2、避雷器芯體管套質(zhì)量不合格合格的芯體管套應(yīng)該使用環(huán)氧纏繞玻璃布管或環(huán)氧玻璃絲纏繞筒。因?yàn)檫@些材料的氣密性、耐油性和介電性能優(yōu)異，被廣泛地應(yīng)用于有較高節(jié)電性能要求的高壓電器中，尤其適用于避雷器做主絕緣用。這種絕緣材料即使在避雷器出事時(shí)，也不會(huì)焦燒，仍能保持一定的絕緣性能。而事故避雷器的芯體居然被燒成炭末狀

8、，幾乎喪失了絕緣性能。這主要是避雷器廠家不計(jì)后果，盲目最求利潤而采用回收塑料制成的劣質(zhì)管套造成的。3、生產(chǎn)工藝不合格①避雷器芯體與復(fù)合外套分離。避雷器的復(fù)合外套必須通過偶聯(lián)劑和芯體端部金具粘和