對于避雷器瓷套采用粘接工藝可靠性的研究

賽力克·巴合提 張晗 張強 劉開鵬

【摘?要】避雷器是過電壓保護電器，當電網電壓升高達到避雷器規定的動作電壓時，避雷器動作，釋放電壓負荷，將電網電壓升高的幅值限制在一定水平之下，從而保護設備絕緣所能承受的水平。

【關鍵詞】避雷器瓷套;雷器粘結工藝

引言

目前，涉及高電壓等級的是避雷器瓷套大都是采用有機（或無機）粘接式的，這樣的避雷器瓷套存在著機械性能差，抗彎強度低，粘接部分易斷裂，從而影響產品的電氣性能，不能有效滿足對產品的技術要求和使用要求。

1 故障發現及檢查情況

1.1避雷器檢查情況

750千伏避雷器型號Y20W2-648/1491BC，平高東芝（廊坊）避雷器有限公司生產。現場檢查發現避雷器從下往上第一節斷裂倒塌，第二節中部摔斷，第三節中部摔碎、第四節由于均壓環保護外觀未受損。

1.2電壓互感器檢查情況

現場檢查線路電壓互感器型號為WVL750-5H，日新電機（無錫）有限公??司生產。現場檢查發現電壓互感器頂蓋嚴重撕裂，如下圖所示：

1.3 引線及金具檢查情況

現場檢查發現避雷器頂部L型金具發生兩頭斷裂、電壓互感器頂部連接金具嚴重變形、A相上方高空連接弓字線受力變形。

2解體試驗情況

2.1避雷器拆解

將氧化鋅閥片芯柱從外瓷套抽出，發現編號為G011避雷器從下往上第一節氧化鋅閥片之間鋁墊塊上面有黑色不明物質，且芯柱有明顯移位現象。廠內技術人員反饋為運輸過程中避雷器遭受沖擊，鋁墊塊與絕緣桿摩擦產生黑色物質。現場將絕緣桿拆除，用絕緣桿摩擦鋁墊塊，發現在鋁墊塊與絕緣桿摩擦位置確實產生相同黑色物質。廠內技術人員對黑色物質進行檢測，為醇酸樹脂，廠內將黑色物質置于閥片上做絕緣試驗，驗證黑色物質未對絕緣造成影響。

2.2外瓷套試驗

2019年8月21日在中國電力科學研究院對四節粘接式外瓷套（編號為G011-3、G011-4、G003-3、G003-4）進行超聲波探傷及彎曲負荷試驗。

2.2.1外瓷套超聲波探傷試驗

經外瓷套超聲波探傷試驗，未發現外瓷套異常情況。

2.2.2外瓷套試驗

（1）70%、100%負荷耐受試驗

按照彎曲試驗要求：需對外瓷套進行四個方向逐個彎曲試驗，施加的彎矩值為耐受彎矩值的70%，并保持10秒。在第四個方向時當彎矩值達到耐受彎矩值的70%后，將負荷增大至100%，耐受彎矩值，保持60秒。

編號為G003-3、G003-4避雷器外瓷套70%、100%負荷耐受試驗通過。

（2）彎曲破壞試驗

按照彎曲破壞試驗要求，需對外瓷套進行四個方向逐個彎曲試驗，施加的彎矩值為耐受彎矩值的70%，并保持10秒。在第四個方向時當彎矩值達到耐受彎矩值的100%后，保持10秒，將彎矩值增大至151 kN.m，直至破壞。

由上表可以看出，編號為G011-3、G011-4避雷器外瓷套彎曲破壞試驗通過，破壞部位均為外瓷套膠裝部位。

3 原因分析

3.1避雷器斷裂傾倒過程

根據現場視頻監控、避雷器及相關金具斷裂情況分析，避雷器自下而上第一節瓷瓶首先斷裂，斷裂處上部避雷器在自重作用下引起頂部金具受力斷裂，造成避雷器倒塌，砸落在避雷器旁邊構架立柱上。

3.2避雷器膠粘工藝不良

故障避雷器由下向上第一、二節瓷套中間采用膠粘工藝，分別為本節瓷套最薄弱部位。現場檢查發現第一、二節瓷套斷裂部位均為正中位置，且瓷套斷裂面整齊、“V”型粘接口表面光滑平整未有效融合粘接，形成“兩張皮”開膠狀態，在微風（東北風3級）作用下發生斷裂倒塌。

4 暴露問題的分析

4.1 避雷器膠粘工藝不良

平高東芝（廊坊）避雷器有限公司對外購的避雷器瓷套外協件工藝質量驗證不足，首次將330千伏避雷器瓷套膠粘工藝應用到750千伏避雷器上，未進行嚴格的設計驗證，埋下了斷裂的安全隱患。

4.2缺少運行維護檢測手段

經查新疆公司范圍僅有的42相采用膠粘工藝生產的避雷器均為平高東芝（廊坊）避雷器有限公司生產（瓷套均為撫順電瓷廠生產），屬首臺套設備沒有運行經驗。運行維護過程中，缺乏空心式瓷套強度、膠粘工藝質量等有效檢測手段，難以掌握設備運行狀態。

5 結論

結合上述案例，應做好相應的防范措施，首先應強化人身安全風險管控。

將采用膠粘工藝生產的42相避雷器列為重點管控對象，用硬質固定圍欄進行隔離（隔離范圍應大于避雷器倒塌半徑），在圍欄外利用站內視頻或望遠鏡等設備加強巡視檢查，嚴禁靠近巡視和攀爬修試，嚴防人身傷害和設備損壞事件。

通過上述案例，可知避雷器瓷套采用粘接工藝可靠性不高，應將備用間隔剩余同窯次采用膠粘工藝粘接避雷拆除。建議后續項目采購避雷器不再使用膠粘工藝瓷套，應采用一體燒制成型的成熟有良好運行經驗的瓷套做好750千伏高壓套管、避雷器等空心式瓷瓶技術監督檢測工作，嚴防類似故障發生。

參考文獻：

[1]吳德貫，彭翔，李紅元，等.一起500kVGIL絕緣子炸裂故障分析[J]，電瓷避雷器，2016（1）：40-43.

[2]李斌，郭慧娟，王心研，等.輸電線路雷擊跳閘安全風險分析[J].電瓷避雷器，2016（1）：123-128.

[3]避雷器設計生產安裝新工藝新技術與產品質量檢測實用手冊.2007年5月.

（作者單位：國網新疆檢修公司）