10kV金屬氧化鋅避雷器的試驗分析

區柏杰

摘要：由于近期某生產廠家10kV金屬氧化鋅避雷器故障頻發，文章結合對未使用避雷器進行對比試驗分析，通過本體絕緣電阻試驗，直流參考電壓及泄漏電流試驗，阻性電流與全電流試驗，局部放電試驗和密封性試驗，分析得出造成避雷器故障的原因主要是避雷器自身密封性能存在缺陷。

關鍵詞：氧化鋅避雷器：泄漏電流：局部放電：密封性試驗；電氣設備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM862 文章編號：1009-2374（2017）03-0061-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.03.027

電氣設備是整個電網系統中的核心設備，實際工作中要經受多方電壓，例如工頻電壓、操作過電壓、雷擊過電壓等，當這些電壓綜合作用于電氣設備，電壓過高，達到甚至高出設備的絕緣標準時，設備可能經不起過電壓的破壞與打擊，從而出現絕緣受損、設備損壞等問題。對此需要采用科學、有效的方法來保護電氣設備，控制過電壓對其帶來的損害，在眾多保護性設備中避雷器應該成為首選。用于保護電氣設備免受雷擊時高瞬態過電壓危害，并限制續流時間，它對電力系統的安全運行起著十分重要的作用。

近期，本地區10kV線路連續發生多起某生產廠家10kV金屬氧化鋅避雷器故障事故，結合對未使用避雷器進行對比試驗分析，通過本體絕緣電阻試驗、直流參考電壓及泄漏電流試驗、阻性電流與全電流試驗、局部放電試驗和密封性試驗，查找故障的原因。

1 檢測依據

《局部放電測量》（GB/T 7354-2003）；《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》（GB 50150-2006）；《現場絕緣試驗實施導則：避雷器試驗》（DL/T 474.5-2006）；《避雷器密封試驗》（JB/T 7618-2011）；《廣東電網公司金屬氧化物避雷器技術規范》（S.00.00.05/Q100-0002-0909-6482）。

2 主要測試設備

主要測試設備如表1所示：

3 樣品清單

本次試驗15只10kV金屬氧化鋅避雷器樣品，型號分別為：Y5WS-17/50、Y5W-17/50、Y5W-12.7/40，Y5WS-17/50、Y5W-17/50型持續運行電壓13.6kV；Y5W-12.7/40型持續運行電壓10.1kV。

4 檢測項目

4.1 本體絕緣電阻試驗

4.1.1 試驗要求。采用2500V絕緣搖表，測量避雷器兩端絕緣電阻值，要求測量值必須大于2.5GΩ。

4.1.2 試驗結果。本次試驗的15只10kV金屬氧化鋅避雷器樣品絕緣電阻值（GΩ）試驗結果均為合格，實測值均大于要求值≥2.5。

4.2 直流參考電壓及泄漏電流試驗

4.2.1 試驗要求。對15只樣品進行直流1mA參考電壓及0.75倍直流參考電壓下的泄漏電流試驗，型號為Y5W-12.7/40的避雷器樣品直流1mA參考電壓應不小于20kV，型號為Y5W-17/50和Y5WS-17/50的避雷器樣品直流1mA參考電壓應不小于25kV，所有樣品泄漏電流均不應大于50A。

4.2.2 試驗結果。15只樣品直流參考電壓及泄漏電流均為合格，直流1mA參考電壓（kV）實測值均大于要求值≥25；0.75倍參考電壓下泄漏電流（A）實測值均小于要求值≤50。

4.3 阻性電流與全電流試驗

4.3.1 試驗要求。持續運行電流應不超過廠家提供的規定值。

4.3.2 試驗結果。15只樣品阻性電流與全電流均為合格，均沒超過廠家提供的規定值。

4.4 局部放電試驗

4.4.1 試驗要求。在試品上施加工頻電壓，升至額定電壓后保持2～10s，然后降到試品的1.05倍持續運行電壓，測得的內部局部放電值不應超過10pC。

4.4.2 試驗結果。15只樣品局部放電量（pC）均為合格，實測值均小于要求值≤10。

4.5 密封性試驗

4.5.1 試驗要求。將避雷器水平浸入熱水中，水面應高出避雷器最高點10～20cm，水溫應高于試驗環境溫度45℃±5K。從避雷器浸入符合規定水溫的水中開始計時至密封性試驗完成的時間不應小于10分鐘。避雷器的浸泡時間為4小時，如無連續性氣泡溢出則視為合格（如開始有少量斷續氣泡溢出，但隨后不再有氣泡溢出，仍視為合格），如不能明確判斷時，應重測避雷器直流參考電壓、0.75倍直流參考電壓下漏電流或泄漏電流，試驗前后直流參考電壓變化率不應大于5%，0.75倍直流參考電壓下漏電流變化不應大于20A，泄漏電流變化不應大于10A。

4.5.2 試驗結果。15只樣品密封性試驗只有5只合格，合格率為33.3%。

4.6 5項試驗檢測結果

5項試驗檢測結果如表2所示。

5 結果分析

對15只10kV金屬氧化鋅避雷器樣品進行了5項試驗，共10只樣品檢測結果為不合格，且均為密封性試驗不合格，不合格率達66.67%。查找避雷器相關的試驗記錄及作業指導書，試驗項目是本體絕緣電阻試驗，直流參考電壓及泄漏電流試驗，阻性電流與全電流試驗，沒有密封性試驗項目，生產廠家也沒有密封性試驗相關

數據。

ZnO避雷器作為重要的避雷器，實際運行中容易受到其所處環境溫度的干擾，特別是冷熱交替的條件下，周圍空氣處于循環性膨脹、收縮狀態，這樣最初的微小漏孔則將拓展、外擴，潮氣也將逐漸滲入，引發避雷器受損。架設避雷器工作狀態下其中某部件被潮濕所腐蝕，則將有大量電流外泄，如果潮氣較重甚至可能造成內部放電現象，從而造成爆炸。將水體向避雷器中傾倒，過一會兒將發現電流泄漏量也處于浮動狀態，通常會跟隨加壓時間來不斷發生浮動，避雷器中的閥片因為有大量的水體侵入，必然將進一步加劇電流的泄漏。避雷器處于潮濕狀態下，阻性電流也將迅速上升，這就意味著阻性電流不斷上升是一個勢不可擋的趨勢，由此可以判斷，ZnO避雷器故障的一大成因就在于其自身的密封度不佳。對此就必須對其加以預防，通常要采取預防性試驗，以便第一時間找到電氣設備中的問題，預防和控制電氣設備所存在的故障和問題，從而維護電力系統的安全，就此作為配網系統、電氣設備維護的方法和

手段。

參考文獻

[1] 張誠.氧化鋅避雷器試驗方法的研究[D].東南大學，

2006.

[2] 王秉鈞.金屬氧化物避雷器[M].北京：水利電力出

版社，1993.

[3] 交流無間隙金屬氧化物避雷器（GB 11032-2000）

[S].2000.

（責任編輯：蔣建華）