10kV配電用避雷器故障分析

蔡招森 邱賽 方緒豪

摘要：現代化城市建設持續深入，城市快速前行的同時，對電能的需求也逐漸提高，故而如何高效且安全的完成供電與配電工作，成為現階段城市前進道路上的一大重要任務。本文就將探討核心放在10KV配電用避雷器故障分析方面，以期保障供配電的安全性與穩定性，推動城市的更好發展。

關鍵詞：10kV配電;避雷器;故障分析

供電過程中，10kV配電線路所需承擔負荷逐漸增加，該種情況下極易發生安全事故，威脅城市供電的安全性，影響人們的正常生活。為此，目前業內對10kV配電線路供電提出了較高要求，必須在該方面革新技術，加強供電的穩定性，進而推動社會各項經濟活動的平穩進行。

1避雷器的功能作用介紹

在配電線路上安裝的避雷器，主要作用為保護電氣設備，防止其受到雷擊影響而發生高瞬態過電壓現象，縮短續流時間，有效管控續流幅值。根據上述功能作用，避雷器的其他名稱也包括過電壓保護器、過電壓限制器。基于避雷器的安全保護功能，被應用在10kV配電網線路中，用以防止線路遭到雷電侵襲使10KV配電網發生跳閘現象，保障供配電的安全性與穩定性。

當前，避雷器的工藝技術得到革新優化，從前應用較多的瓷外套金屬氧化物避雷器已經逐漸退出市場，代替其發揮作用的是復合外套無間隙金屬氧化物避雷器，該類型避雷器更具功能優勢，體積較小，重量偏輕，且具有優良的密封性和耐污性，整體結構緊密，泄流能力極佳[1]。憑借上述優勢特性，該避雷器被高頻率應用在10kV配電網配電變壓器、柱上開關、電力電纜終端、戶外開關站等電力設備上，用來保護電網線路，避免電力設備遭到雷電侵襲，有效的增大了10kV配電網運行的安全系數。

2避雷器高頻率故障及原因探索

配電用避雷器在日常運行中由于內部和外部因素的影響，會存在一些故障性問題，具體包括絕緣外套閃絡燒傷、避雷器內部氧化鋅閥片炸裂、機械斷裂及絕緣外套扎傷等。下面就將具體探究上述問題，并對故障產生原因加以分析。

1）雷電原因

根據避雷器非線性“伏一安”特性，其在正常工作電壓下呈現為高阻絕緣狀態，在遭受雷擊時，則呈現低阻狀態，避雷器導通使高密度的雷電流流過避雷器閥片以泄放雷電流。此時若雷電電流過大，高于避雷器最大流通極值時，則避雷器內部氧化鋅閥片會出現炸裂現象，失去保護作用。相關部門為此開展如下試驗：對10kV配電網避雷器內部氧化鋅電阻片和整只避雷器分別進行4/10s大電流沖擊耐受能力試驗，結果表明：當電阻片數目一致的情況下，前者大電流耐受能力強于后者。從避雷器結構入手，展開大電流耐受能力排序，從強到弱依次為管型結構避雷器、籠型結構避雷器、纏繞結構避雷器。從上可以看出，10kV配電用避雷器故障同避雷器自身結構組成、工藝技術有著密切關系，為降低故障率，需根據實際情況合理選擇避雷器類型。

2）避雷器受潮

當避雷器經過一段時間的使用后，受到避雷器安裝位置及外部環境因素的影響，避雷器內部會由于潮濕和積累的雜質過多，性能遭到破壞，閥片的絕緣性極度下降，電阻減小，一旦產生過電壓現象，閥片就會出現閃絡的情況，增大線路運行危險系數[2]。再者，一旦避雷器受潮，由于電阻下降，經過氧化鋅閥片的泄露電流急劇增加，致使避雷器產生放電現象，最終閥片炸裂，引發了危險事故。

3）避雷器老化問題

配電用避雷器的工作環境較為惡劣，再加上生產避雷器的廠商相關技術不夠嚴謹完備，密封材料性能不過關，導致避雷器壽命極度縮短，使用時間過長，避雷器就會出現老化現象，各項性能均有所下降。比如，長期工作的配網氧化鋅避雷器，內部閥片性能會有所下降，功能減弱，會出現閥片電位分布不均的情況，該種問題極易引起安全事故，不利于供電的穩定性。另外，電阻片邊釉層與金屬氧化物芯體接合面也存在不均勻現象，這種不均勻現象在承受沖擊電壓時，若接合面存在氣泡，將會在氣泡處形成放電最終擊穿。除此之外，過度老化的避雷器，外部保護套的損壞程度嚴重，氧化鋅閥片炸裂，甚至絕緣外套產生閃絡問題，阻礙了線路的安全高效運行，避雷器失去作用。

3.10kV配電用避雷器故障應對策略

3.1因雷擊引起故障的解決策略

配電用避雷器經常受到外部惡劣天氣的影響，這里雷電影響最為嚴重。對此，工作人員可以適當增強絕緣子抵抗雷電的能力。這里耐張懸式絕緣子得到了廣泛應用，該類型絕緣子具有較強的抗雷擊性能，避免線路發生閃絡情況。另外，對于雷電侵襲，也可在變壓器的高低壓側適當增加避雷器，這是目前可操作性最強且最為簡單的策略，能夠使線路免受雷電破壞，增大供電安全系數。除上述應對策略外，工作人員還要及時掌握天氣情況，可以與當地氣象部門保持緊密聯系，當接到惡劣天氣的通知時，提前做好防范措施，使線路免受雷電侵擾，保證避雷器的優良性能，將風險降到最低。

3.2注重避雷器檢測

除合理應對雷電天氣外，加強對避雷器自身的檢測同樣重要。針對采購回來的避雷器，工作人員需要展開抽樣檢查，仔細檢查避雷器各部件性能，確定其是否符合相關標準規定，且通過密封試驗檢測避雷器的密封性。在避雷器的安裝工作中，工作人員還應查看避雷器的外部構造，無任何外觀問題的前提下，方可安裝避雷器，同時檢測避雷器的最大絕緣電阻值，極值應保持在大于或等于1000MΩ。待避雷器安裝完畢后還需進行驗收，確保安裝符合規范要求。

3.3將避雷器作接地處理

工作人員需直接固定避雷器的接地螺栓與接地線，之后按照橫擔、沿接地引下線進行有效接地，確保各連接部位的牢固可靠，以保障整個接地系統的完整性。這里值得注意的是，避雷器連接的接地地網電阻值應控制在4Ω以下。焊接環節要求工作人員使用螺栓加以連接，以增強各部件連接的緊密性，防止雜質和縫隙的產生。該處理也可增強避雷器的防潮能力，延長其有效工作時間[3]。

3.4增加避雷器巡查次數

除上述故障應對措施外，增加避雷器巡檢次數同樣至關重要。以“基礎熱像”為根據的紅外診斷方法是當前避雷器常用的故障診斷方法，可有效診斷故障狀態下的熱場，溫度升高變化以及閥片受潮或老化問題。一旦在巡檢中發現避雷器溫差在0.5℃-1℃范圍內時，工作人員要及時作停電處理，展開避雷器安全檢查與試驗。另外，還要查看避雷器同低下連接的部位，防止因銹蝕作用而增大接地電阻，進而阻礙雷擊電流的通過，如果雷擊電流不能盡快流入大地，則剩余雷擊電流會破壞避雷器性能，并引發危險事故。

再者，工作人員要加強避雷器外觀查驗，以免其出現閃絡、老化破損問題。如果檢查到避雷器存在上述問題，則應采取更換或維修等措施加以處理。避雷器的檢測工作還要求工作人員具備過硬實力，檢測人員需不斷學習新知識，加強避雷器故障識別能力，確保線路的安全性。

4結語

針對10kV配電用避雷器的故障分析，專業人員要先掌握具體故障類型，之后針對故障問題找出具體原因。面對避雷器因老化、雷擊和受潮產生的故障問題，工作人員應加強檢測，提高避雷器閥片耐受能力，優化絕緣子性能，防止內外部環境對避雷器產生破壞，從而保障10kV配電線路的供電穩定性。

參考文獻：

[1]蘇鳳仁，趙富紅.10kV配電網避雷器故障分析及處理措施研究[J].城市建設理論研究（電子版），2019（2）：2-2

[2]劉素芳，陳康，亓兆全.10kV配電線路避雷器安裝使用的優化選擇[J].科學與信息化，2020，000（003）：P.80-81.

[3]賀吉昌.10kV避雷器失效原因分析及建議措施[J].工程建設與設計，2019，No.416（18）：137-138.