避雷器在天津?yàn)I海輕軌線應(yīng)用過程中的簡(jiǎn)單分析

白躍中

摘要：文中闡述了避雷器自身防護(hù)問題及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響，簡(jiǎn)單的論述了避雷器的保護(hù)特性，分析了氧化鋅避雷器在應(yīng)用中的問題及解決問題的技術(shù)措施，探討了在天津?yàn)I海輕軌線在未來的建設(shè)中和維檢修中所要注意的問題。

關(guān)鍵詞：津?yàn)I輕軌；避雷器；過電壓；應(yīng)用；問題分析

前言

第三代避雷器是所謂的無間隙避雷器，也稱之為氧化鋅避雷器。已被迅速引進(jìn)到各種變電系統(tǒng)和接觸網(wǎng)系統(tǒng)中，在天津?yàn)I海輕軌線也大量采用。在各種較高的電壓等級(jí)的新建工程中和天津?yàn)I海線的后期工程中，氧化鋅避雷器正在成為專用避雷器。

1.避雷器在天津?yàn)I海線應(yīng)用中的探討

1.1避雷器自身過電壓防護(hù)問題

對(duì)暫態(tài)過電壓危害有效防護(hù)辦法是加結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定的串聯(lián)間隙將全部暫態(tài)過電壓限定在保護(hù)死區(qū)內(nèi)，使避雷器免受其危害。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器有此獨(dú)具優(yōu)點(diǎn)。

1.2避雷器自身對(duì)供電系統(tǒng)不安全的影響

應(yīng)用氧化鋅避雷器，從根本上避免保護(hù)作用產(chǎn)生接地故障或相間短路故障，且不用自動(dòng)重合閘裝置就能減少線路雷害停電事故。因此作為全國較長的高架線路天津?yàn)I海輕軌線，全線的電力系統(tǒng)主要采用的就是氧化鋅避雷器，

1.3避雷器其連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力

氧化鋅避雷器保護(hù)動(dòng)作只泄放雷電電流，雷電電流泄放（小于100us）完畢，立即恢復(fù)到可進(jìn)行再次動(dòng)作能力，故氧化鋅避雷器具有連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力。

2.避雷器保護(hù)特性

2.1避雷器的保護(hù)特性參數(shù)

各種型號(hào)的避雷器在同用途同電壓級(jí)時(shí)，其雷電殘壓參數(shù)相同或接近。除雷電殘壓外，還有其它保護(hù)參數(shù)，如工頻放電電壓值，沖擊放電電壓值，是否有雷電陡波殘壓值。

2.2避雷器動(dòng)作特性運(yùn)行穩(wěn)定性

串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器保護(hù)動(dòng)作只泄放雷電流而無續(xù)流，動(dòng)作負(fù)載輕，間隙不需具有滅弧及切斷續(xù)流能力，故間隙數(shù)量特少。符合國家的相關(guān)規(guī)定，故間隙較大，動(dòng)作特性可保持長期運(yùn)行穩(wěn)定。

2.3串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器

串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器的間隙已將全部暫態(tài)過電壓限定在保護(hù)死區(qū)內(nèi)免受其危害，故它可避免無間隙氧化鋅避雷器因拐點(diǎn)電壓偏低帶來一切缺點(diǎn)。

2.4避雷器運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)

氧化鋅避雷器可附帶脫離器，當(dāng)其失效損壞時(shí)，脫離器自動(dòng)動(dòng)作（30mA時(shí)不大于8min）退出運(yùn)行，以免造成更大損失和事故，提高運(yùn)行安全可靠性。

3.避雷器的應(yīng)用

3.1避雷器外形尺寸

天津?yàn)I海輕軌線的變電所內(nèi)ABB的35kV開關(guān)柜，由于柜體采用ZX2型方案，柜體高2300mm，寬600mm，深1710nm～。采用氧化鋅避雷器高度不到640mm，這樣底部電纜室，斷路器室和頂部的母線室就有足夠的高度。

3.2避雷器的性能價(jià)格比較

串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器因有間隙，大大改善閥片長期工作條件，產(chǎn)品制造時(shí)對(duì)閥片測(cè)試篩選要求相對(duì)低些，合格率高成本低，具有高的性能價(jià)格比。

3.3避雷器使用壽命問題

串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器的間隙可保證閥片只在過電壓保護(hù)動(dòng)作過程承受高電壓，時(shí)間極短（100us內(nèi)），在其它情況下閥片對(duì)于電網(wǎng)電壓，或處于隔離狀態(tài)（純間隙時(shí)），或處于低電位狀態(tài)（復(fù)合間隙電阻分壓），大大改善閥片長期工作條件，還可免受暫態(tài)過電壓危害和溫度熱損傷，保證閥片溫度不超過55℃，從而保證避雷器壽命達(dá)近20年以上。

4.氧化鋅避雷器運(yùn)行中的問題分析

我公司從施工開始就采用氧化鋅避雷器，運(yùn)營至今有近4年，在35KV母線和接觸網(wǎng)系統(tǒng)上沒有發(fā)生一起避雷器事故。其運(yùn)行壽命最長達(dá)近48個(gè)月。可能造成氧化鋅避雷器運(yùn)行中出現(xiàn)問題的原因可歸納如下幾項(xiàng)：

4.1氧化鋅避雷器的密封問題

氧化鋅避雷器密封老化問題，主要是因?yàn)椴捎玫拿芊饧夹g(shù)不完善，或采用的密封材料抗老化性能不穩(wěn)定，造成其密封不良而后使潮氣浸入，造成內(nèi)部絕緣損壞，加速了電阻片的劣化從而引起故障。

4.2電阻片抗老化性能差

在氧化鋅避雷器運(yùn)行在其產(chǎn)品壽命的后期，電阻片劣化造成泄漏電流上升，甚至造成與瓷套內(nèi)部放電，放電嚴(yán)重時(shí)避雷器內(nèi)部氣體壓力和溫度急劇增高，而引起氧化鋅避雷器本體爆炸，內(nèi)部放電不太嚴(yán)重時(shí)可引起系統(tǒng)單相接地。

4.3高次諧波

由于天津?yàn)I海線接觸網(wǎng)系統(tǒng)采用的是直流供電，因此高次諧波問題并不存在，從而使因大型整流、變頻設(shè)備的沖擊負(fù)荷等的影響，使電網(wǎng)上的高次諧波值嚴(yán)重超標(biāo)問題不會(huì)存在。

4.4抗沖擊能力差

電阻片在制造工藝過程中，由于其各工藝質(zhì)量控制點(diǎn)控制不嚴(yán)，而使電阻片的耐受方波沖擊能力不強(qiáng)，在頻繁吸收過電壓能量過程中，加速了電阻片的劣化而損壞，失去了自身的技術(shù)性能。

5.技術(shù)措施

5.1設(shè)計(jì)選型

在設(shè)計(jì)選型上，應(yīng)首選有多年穩(wěn)定運(yùn)行實(shí)踐的產(chǎn)品，在選擇避雷器的生產(chǎn)廠家時(shí)，應(yīng)選擇有先進(jìn)的工藝設(shè)備和完善的檢測(cè)手段的生產(chǎn)廠家，才能保證所選用的氧化鋅避雷器具有高的抗老化、耐沖擊性能。以使在產(chǎn)品的壽命周期內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。

5.2加強(qiáng)檢修力度

加強(qiáng)對(duì)氧化鋅避雷器的檢修和清洗力度，特別是在雷雨發(fā)生之后和易發(fā)生故障的部位（35kV母線段、氧化鋅避雷器壽命已到后期）增加巡檢次數(shù)。定期給氧化鋅避雷器進(jìn)行各項(xiàng)電氣性能測(cè)試及保護(hù)校驗(yàn)工作。

5.3防污措施

采用必要的避雷器的防污措施，如定期清掃或涂以防污閃硅油，在氧化鋅避雷器選型上選用防污型的氧化鋅避雷器，

5.4技術(shù)管理

加強(qiáng)對(duì)氧化鋅避雷器的技術(shù)管理工作，即對(duì)運(yùn)行的每一只氧化鋅避雷器建立技術(shù)檔案，對(duì)出廠報(bào)告、定期測(cè)試報(bào)告以及保護(hù)校驗(yàn)的記錄均要存人技術(shù)檔案，直至該避雷器到達(dá)使用壽命期退出運(yùn)行。

6.結(jié)論

據(jù)國外有關(guān)技術(shù)資料統(tǒng)計(jì)，氧化鋅避雷器損壞的原因有雷電和操作過電壓，受潮、污閃、系統(tǒng)條件、本身故障等，但仍有一定比例損壞的原因不詳。又因氧化鋅避雷器的劣化速度的離散性，及雷電、操作過電壓、諧波、運(yùn)行環(huán)境等的隨機(jī)性，都決定著氧化鋅避雷器的安全運(yùn)行的可靠性，故需在今后的工作實(shí)踐中去研究、實(shí)驗(yàn)、探索和總結(jié)，保障天津?yàn)I海線在未來的建設(shè)和運(yùn)行過程中杜絕出現(xiàn)因避雷器故障而出項(xiàng)輕軌停止運(yùn)營的事件發(fā)生。