氧化鋅避雷器故障及爆炸事故分析與防范措施

童婷 趙海

（建德市供電局，浙江 杭州 311600）

1 MOA爆炸案例

1.1 MOA爆炸案例1

2010年9月城郊某110kV變電站10kV饋線F18線路進行停電檢修，21：00左右完成檢修并恢復送電。在F18斷路器合閘的瞬間，其開關柜中的MOA爆炸，導致主變低后備保護動作，進而使得主變低壓側開關跳閘，造成了大面積停電事故。

MOA爆炸原因分析：（1）10kV MOA在選型時要考慮單相接地運行的情況，在單相接地時中性點不直接接地系統允許持續運行2 h，這是為了提高供電可靠性的需要。該110kV變電站的10kV中性點是經消弧線圈接地的，爆炸的MOA型號為Y5WZ-12.7/45，即 UR=12.7 kV，UC=6.6 kV，顯然 UR、UC的取值偏低。在UC選擇偏低的情況下，MOA需要長時間地承受工頻電壓的波動，特別是在發生系統單相接地時，其需要承受線電壓，這更是加快了MOA老化的過程。而UR選擇偏低就造成MOA的起始動作電壓偏低，甚至低于某些暫態過電壓的最大有效值。一旦存在較長時間的暫態過電壓，就會使得MOA反復動作從而出現熱崩潰［1］。（2）爆炸的MOA所采用的瓷絕緣外套已運行多年，事后根據對與其同期投運的其他開關柜中MOA的檢查，可以發現這些MOA的瓷外套上都存在比較嚴重的污穢。這是因為安裝在開關柜中的MOA難以經常停電進行清掃，久而久之，就出現了比較嚴重的污穢。污穢所造成的危害主要是易引起污閃，對瓷套的絕緣性能降低較大。此外，瓷絕緣外套另外一個缺點就是隨著時間的推移，其密封膠圈就會慢慢失效。（3）F18饋線是架空與電纜混合的線路，其中占大半為電纜。由于電纜存在比較大的容抗，當短路合閘瞬間，在這個暫態過程中，電源的電壓將對線路的電容以及電感充電。充電過程中，將在回路產生一個高頻振蕩的過程，從而形成暫態過電壓。這個振蕩過程中所累積的能量最終導致該MOA發生爆炸。

1.2 MOA故障案例2

2009年8月，某110kV變電站值班人員對I母B相避雷器進行雷雨后檢查，發現其在線監測儀測量到的泄漏電流超標達1.4 mA，隨即又用紅外熱像儀對Ⅰ母三相避雷器進行了紅外測溫。對紅外圖譜進行分析后發現B相避雷器上部第三節的瓷瓶相比于其他兩相有很明顯的發熱點，溫度為37.4℃，而正常相的溫度為28℃，此時環境溫度為20℃。據此可初步判斷B相避雷器的內部可能發生了絕緣損壞故障。

發生故障的避雷器是2001年投運的Y10W-108/268W1型避雷器，經過停電檢測發現，避雷器直流參考電壓在1 mA直流電流條件下為36 kV，與規程所要求的145 kV相差太多。因此可確定該避雷器內部存在缺陷，對其進行解體檢查，該避雷器下部的密封圈已嚴重變形，且法蘭內部以及部分緊固螺絲都存在明顯銹蝕痕跡，這說明B相避雷器內部已經嚴重受潮。

1.3 MOA故障案例3

2009年11月，某110kV變電站試驗人員在進行避雷器帶電檢測試驗時發現該站Ⅱ母C相避雷器全電流為其他兩相的1.8～2倍，阻性電流則為3～4倍，已遠遠超過了相關試驗規程的規定值。后經停電進一步試驗，C相避雷器直流1 mA電壓為90kV，而交接試驗值為154.3 kV；0.75U1mA下的泄漏電流則為78 μA，而交接試驗值為18 μA，試驗數據嚴重超標。

故障原因分析：發生故障的避雷器型號為HY10W2102/266，2009年12月在該避雷器制造廠家對發生故障的避雷器進行了解體檢查。避雷器的外觀較為完好，解體后發現其隔弧筒并無明顯的裂紋及縫隙，但避雷器上部存在空腔，注膠排氣孔與外部并沒有進行密封，同時還發現其中存在明顯的水滴，電極也有銹蝕痕跡，而其下部及彈簧并未有明顯銹蝕痕跡。通過與廠家溝通得知，在避雷器封裝出廠前，均應采用合成材料來對注膠排氣孔進行封實、填滿，以保證避雷器的密封性能。但現場解體的故障避雷器的注膠排氣孔并沒有填實，導致外界潮氣由此進入避雷器內部，造成了其內部閥片受潮，使得避雷器各項指標下降，無法滿足運行要求［2］。

2 避雷器爆炸事故的防范措施

2.1 加強避雷器的運行監督

避雷器的受潮是一個長期的積累過程，特別是運行時間超過10年的避雷器，其受潮導致內部故障的概率是很大的。因此要特別注意加強運行中避雷器的監督。

（1）要加強定期巡視，并注意記錄避雷器計數器的泄漏電流數據。通過每個月對記錄的數據進行分析并繪制曲線，及時掌握泄漏電流的變化情況，一旦發現有突然增大等異常情況，就要及時匯報，并對避雷器進行進一步的帶電試驗或停電試驗。（2）加強每年雷雨季節前的避雷器帶電測試，一旦發現阻性電流值超過初始值的1.5倍的情況，就應縮短檢測周期，并進行紅外檢測診斷。而一旦檢測到阻性電流值為初始值2倍，就應立即進行停電檢查。

2.2 正確選取避雷器

要根據避雷器額定電壓、持續運行電壓等參數來正確地選擇避雷器，確保其在運行過程中滿足相應的運行要求。此外，在避雷器安裝之前為防范避雷器密封不良，應對避雷器進行嚴格的密封性測試。

2.3 嚴格做好避雷器的停電預試和帶電測試

對于避雷器的相關試驗，一定要嚴格按照規程要求進行。那些運行年限較長的避雷器還應縮短停電試驗和帶電測試的周期。此外，在雷暴日較多的地區，避雷器的高壓年試可以相應增加一次，即兩次分別在雷雨前后進行，這樣可以更好地掌握避雷器的運行狀況［3］。

2.4 增設避雷器監測器

通過增設避雷器監測器，將避雷器監測器與避雷器串聯運行，可以對避雷器的動作次數進行記錄，還可以實時地對避雷器泄漏電流的變化進行在線監測。而泄漏電流變化的相關數據可以及時地反映出避雷器運行過程中因機械缺損或內部受潮等造成的異常情況，盡早采取措施防止發生事故。

2.5 利用紅外熱像儀對避雷器運行進行監測

應普及紅外熱像儀在避雷器運行監測中的應用，利用紅外熱像儀對避雷器的熱像圖譜進行分析，一旦發現溫度分布不正常時，就要進行跟蹤監測或停電試驗，避免發生事故。此外，在避雷器的日常維護中，也要及時對污穢進行清掃。

3 結語

避雷器的故障及爆炸事故的原因主要是由于設備制造的缺陷、安裝質量不良以及運行維護不當等造成的。因此需要在設備選型、安裝調試、運行維護和定檢預試等方面嚴格把關，才能有效地控制避雷器故障及爆炸事故的發生。

［1］潘靜，吳漠云.一起氧化鋅避雷器爆炸事故分析及防治措施［J］.安徽電力職工大學學報，2003（9）：38～39

［2］張科，原會靜，秦曠，等.河南電網幾起氧化鋅避雷器故障分析及對策［J］.河南電力，2011（2）：22～24

［3］呂明，羅毅，楊旭，等.110kV復合外套金屬氧化物避雷器故障分析［J］.華北電力技術，2009（12）：40～43