避雷器加速電熱老化下的響應特性研究

姜雄偉,王文浩,韓 睿

(國網浙江省電力有限公司電力科學研究院,杭州 310014)

0 引言

雷電流沖擊可能會對氧化鋅避雷器及其電阻片產生電熱應力破壞,當避雷器發生劣化時,將不能起到抑制過電壓的作用,進而嚴重影響受保護設備的安全穩定運行[1-2]。由雷電流沖擊導致避雷器局部老化甚至快速熱崩潰損壞,同時閥片長期在高溫下運行會加速閥片的劣化,破壞閥片整體熱平衡,也是熱崩潰的誘因,實際運行中已發生過類似事故[3-5]。文獻[6-16]開展了避雷器閥片老化缺陷試驗、診斷分析以及機理分析,包括晶界勢壘、缺陷結構、頻域特征量、空間電荷特性等。文獻[17-24]研究了雷電沖擊加速老化過程中金屬氧化物避雷器的伏安特性、殘壓特性、電容量等變化,文獻[25-26]通過仿真研究了避雷器溫度場和電位分布特性,文獻[27-30]基于帶電檢測和停電試驗開展了避雷器整體性能評估,都取得了豐碩的研究成果。但目前相關研究大多基于閥片的間隔一定時間的多次雷電沖擊展開研究,較少從已運行一定年限的閥片再疊加交流加速老化和特制閥片缺陷避雷器兩個維度系統研究避雷器在電-熱應力下的電氣參數變化規律及故障機理。

筆者結合氧化鋅避雷器的實際運行特點,選取現場已運行19年的110 kV氧化鋅避雷器為研究對象,將拆解出來的閥片在135 ℃條件下開展了加速交流老化試驗,測試了試驗過程中閥片熱功耗曲線及其它電氣參量,并基于熱加速因子的阿倫紐斯模型計算了閥片剩余壽命。……