氧化锌避雷器爆炸的原因分析及预防措施

一起220kV避雷器爆炸原因分析及防范措施发布时间：2022-02-16T02:42:57.608Z 来源：《电力设备》2021年第12期作者：王应芬李杰徐晓琳沈丽[导读] 本文通过分析一起220kV氧化锌避雷器受潮故障，明确引起避雷器爆炸的原因是避雷器上节密封失效导致氧化锌阀片受潮后伏安特性改变，导致内部击穿接地，并提出避雷器日常运维防范措施，从而防范类似事件再次发生。

（云南电网公司红河供电局云南蒙自 661100）摘要：本文通过分析一起220kV氧化锌避雷器受潮故障，明确引起避雷器爆炸的原因是避雷器上节密封失效导致氧化锌阀片受潮后伏安特性改变，导致内部击穿接地，并提出避雷器日常运维防范措施，从而防范类似事件再次发生。

关键词：氧化锌避雷器；爆炸；维护措施0引言避雷器是保证电力系统安全的重要保护设备设备之一，主要用于限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压。

当避雷器在正常工作电压下，流过避雷器的电流仅有微安级，一旦出现危及被保护设备绝缘的高电压时，避雷器立即动作，将冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护电气设备绝缘。

当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使系统能够正常供电。

1故障经过2019年某月某日18时01分，某500kV某变电站220kV某Ι回线A相发生接地故障，光纤差动保护、距离保护动作，A相断路器跳闸，重合闸动作不成功，断路器三相跳闸。

现场检查发现，220kV某Ι回线路避雷器A相避雷器上下两节压力释放口均炸开，上节与下节连接处存在烧蚀痕迹，同时均压环也存在烧蚀痕迹；避雷器放电计数器炸开，放电计数器引线烧断，放电计数器处存在严重烧蚀痕迹，该间隔B、C相避雷器、电压互感器、断路器、隔离开关及其他一次设备外观未见异常。

2故障原因分析从故障录波波形图（见下图）分析，故障发生的瞬间，A相线路相电压瞬时值为187kV，基本处于电压波形的波峰，从故障电流上来看，故障发生时，A相线路故障电流瞬时值达到42.6kA，工频故障电流持续达到两个半周波，持续时间50ms。

氧化锌避雷器爆炸的原因从运行时间、安装环境、气候及生产厂，对损坏的氧化锌避雷器进行技术分析，造成氧化锌避雷器运行中爆炸的原因可归纳如下几项：（1）氧化锌避雷器的密封问题氧化锌避雷器密封老化问题，主要是生产厂采用的密封技术不完善，或采用的密封材料抗老化性能不稳定，在温差变化较大时或运行时间接近产品寿命后期，造成其密封不良而后使潮气浸入，致使内部绝缘损坏，加速了电阻片的劣化而引起爆炸。

（2）电阻片抗老化性能差在氧化锌避雷器运行在其产品寿命的后期，电阻片劣化造成泄漏电流上升，甚至造成与瓷套内部放电，放电严重时避雷器内部气体压力和温度河南理工大学毕业设计（论文）说明书18 急剧增高，而引起氧化锌避雷器本体爆炸，内部放电不太严重时可引起系统单相接地。

(3) 瓷套污染由于氧化锌避雷器在室外工作，瓷套受到环境粉尘的污染。

特别是设置在冶金厂区内变电所，由于粉尘中金属粉尘的比例较大，故给瓷套造成严重的污染而引起污闪或因污秽在瓷套表面的不均匀，而使沿瓷套表面电流也不均匀分布，势必导致电阻片中电流不均匀分布(或沿电阻片的电压不均匀分布)，使流过电阻片的电流较正常时大l～2个数量级，造成附加温升，使吸收过电压能力大为降低，也加速了电阻片的劣化。

(4) 高次谐波冶金企业电网随着大吨位电弧炉、大型整流、变频设备的应用及轧钢生产的冲击负荷等的影响，使电网上的高次谐波值严重超标。

由于电阻片的非线性，当正弦电压作用时，还有一系列的奇次谐波，而在高次谐波作用时就更加速了电阻片的劣化速度。

(5) 抗冲击能力差氧化锌避雷器多在操作过电压或雷电条件下发生事故，其原因是因电阻片在制造工艺过程中，由于其各工艺质量控制点控制不严，而使电阻片的耐受方波冲击能力不强，在频繁吸收过电压能量过程中，加速了电阻片的劣化而损坏，失去了自身的技术性能。

220kV变电站避雷器爆炸故障分析与处理措施摘要：本文分析了变电站避雷器爆炸故障的原因，并提出了相应的处理措施。

避雷器爆炸故障常见原因包括过电压引起、设备老化或损坏以及不当操作或维护等。

为了预防和处理这些故障，需要切断供电、检查避雷器状态和周围环境、确定故障原因、修复或更换故障避雷器、加强维护和检修工作，并完善预防措施。

关键词：变电站；避雷器；爆炸故障；处理措施；预防措施.一、变电站避雷器爆炸故障的原因分析（一） 220kV变电站避雷器的特点和应用1. 额定电压为220kV的避雷器适用于大型变电站：220kV变电站避雷器具有适用于大电压等级下的特性，能够满足大型变电站的过电压保护需求。

2. 精确的电压分级，以满足变电站的过电压保护需求：220kV变电站避雷器具有精确的电压分级，可根据变电站系统电压等级进行选择，以确保有效的过电压保护。

3. 高耐电压和高放电能力，具有良好的耐受能力：220kV变电站避雷器能够承受高电压的冲击，具有较高的放电能力，能够有效地分散过电压，保护设备安全运行。

4. 广泛应用于变电站的发电机、变压器、电缆等设备的过电压保护：220kV变电站避雷器广泛应用于各种关键设备的过电压保护，包括发电机、变压器、电缆等，在保障设备安全可靠运行方面发挥了重要作用【1】。

（二）常见的避雷器爆炸故障原因过电压引起的爆炸故障过电压是导致避雷器爆炸故障的主要原因之一。

当系统遭受外部闪电击穿或内部故障引起的过电压时，避雷器将承受巨大电流和能量。

如果过电压超过避雷器的额定电压或能量吸收能力，避雷器可能会发生爆炸故障【2-3】。

设备老化或损坏引起的故障设备的老化或损坏可能导致避雷器性能下降，增加其爆炸风险。

长期运行或环境因素（如温度变化、湿度、污染物）可能使避雷器的绝缘性能变差，进而影响其正常工作。

另外，设备损坏（如电击、机械破坏）也可能导致避雷器故障【4】。

不当操作或维护造成的故障不当操作或维护是导致避雷器爆炸故障的另一常见原因。

运行与维护Operation And Maintenance电力系统装备Electric Power System Equipment2020年第23期2020 No.231 故障情况某变电站间隔A 相的112PT 型避雷器在2018年6月发生了故障，接线座在避雷器上端脱离了本体，在进行泄压的过程中，避雷器底座封板由于受到冲击而出现了裂缝。

此次事故中的避雷器投运时间于2017年12月，每年、每月对其进行一次专业的红外测温以及红外检测，在其最开始投入运行的半年时间内以及雷雨季到来之前，对其运行电压下所泄漏的交流电流进行了带电测试，并未发现任何异常数据。

据调查，大约在故障发生的一周前，在该区域内时常会发生雷雨天气，在采用雷电定位系统进行查询后得知，事故变电站附近1 km 范围内的区域5h 内受到了108次雷击，最高雷电流达到了100.4 kA 。

变电站内发生事故的氧化锌避雷器产品都产自同一批次，因此，在变电站内通过对避雷器的特巡能够发现，运行电压下的线路1和线路2中的A 相和C 相避雷器所泄露的交流电流，都出现了明显的变化，前者和后者分别由0.4 mA 、0.43 mA 上升到了0.9 mA 和0.65 mA 。

存在着明显的热点，两避雷器分别达到了8.3 K 和4.5 K 的最大温差。

对变电站内各避雷器展开停电试验后，根据表1中的线路1和线路2中的A 相和C 相避雷器的实验数据能够得知，其均采用了不合格的绝缘电阻。

2 故障原因分析2.1 解体（1）避雷器外部所缠绕的玻璃纤维管所采用的材料为环氧树脂，其能够使避雷器保持原有的机械强度，同时为避雷器的密封提供相应的基础。

（2）硅橡胶伞裙绝缘部分在避雷器外部，在高温高压的作用下会与玻纤管外表面进行紧密的结合，以此来保护玻纤管免于受到大气的侵蚀，并且为爬电提供有效的距离，使避雷器外部能够具备良好的绝缘性能。

（3）主要的避雷器元件有氧化锌电阻片，以GB11032-2010为标准，根据不同的型号，确定了避雷器需要怎样的规格和多少数量的电阻片。

氧化锌避雷器故障及性能分析摘要：氧化锌避雷器作为一种常见的设备，经常用于保护电力系统中的设备免受雷击或浪涌电压的侵害。

然而，在长期的运行过程中，氧化锌避雷器可能会出现多种故障。

本文通过对氧化锌避雷器的故障产生原因及对性能的分析与检测研究，提出了有效的维护和保养方法，以保证设备运行的可靠性和稳定性，以保障电力系统的稳定运行。

关键词：氧化锌避雷器；故障原因；性能分析；维护保养正文：氧化锌避雷器作为一种重要的电力保护设备，在电力系统中广泛使用。

氧化锌避雷器能够有效地抵抗雷击和浪涌电压，保护电力设备免受破坏。

然而，在长期的运行过程中，氧化锌避雷器可能会出现多种故障，这些故障可能导致设备的性能下降，进而影响整个电力系统的稳定运行。

首先，我们需要了解氧化锌避雷器的故障产生原因。

一个重要的因素是氧化锌避雷器内部的氧化锌粉末的老化问题。

由于长期使用和外部环境的影响，氧化锌粉末的性能可能会下降，从而导致氧化锌避雷器的性能下降。

此外，氧化锌避雷器的外壳和接线柱也可能会发生腐蚀和老化，导致设备的绝缘性能下降。

针对氧化锌避雷器的故障问题，我们需要对设备的性能进行分析和检测。

性能分析可以通过对氧化锌避雷器的雷电冲击电压试验、直流参考电压试验和额定电压试验等进行检测，检测氧化锌避雷器的绝缘性能、击穿电压等重要参数是否符合要求，以及检查导体和外部接线柱的连接是否良好、外壳是否腐蚀。

另外，针对氧化锌避雷器的故障问题，我们还需要采取有效的维护和保养方法，以延长氧化锌避雷器的使用寿命，提高设备的可靠性和稳定性。

维护和保养主要包括清洁和检查设备的外壳、导体和接线柱是否有损坏，及时更换老化的氧化锌粉末等，以保证设备性能的稳定和可靠。

综上所述，氧化锌避雷器是电力系统中必不可少的设备之一，通过对其故障产生原因和性能分析检测，以及有效的维护保养方法，可以保证设备的稳定运行，维护电力系统的稳定运行。

在氧化锌避雷器的设计过程中，需要考虑各种因素，以确保设备的可靠性和稳定性。

氧化锌避雷器损坏的原因及预防措施氧化锌避雷器是一种非常有效的电网系统防御雷电过电压保护装置，它的特性可以保证其长期稳定运行。

本文对氧化锌避雷器的损坏原因进行了分析，并提出具体的预防措施，为电力系统氧化锌避雷器的可靠运行提供了技术参考。

标签：氧化锌避雷器接地电阻过电压阀片预防措施氧化锌避雷器具有无间隙、无续流、残压低等优点，是一种具有良好保护性能的避雷器。

装设氧化锌避雷器是保护电气设备免遭大气过电压损坏的主要手段，也是防护某些内部过电压的重要措施，因此在电网配电系统中广泛使用。

氧化锌避雷器在正常运行情况下，避雷器是不导通的，当配网线路遭受雷击过电压或系统过电压，作用在避雷器上的电压达到避雷器的动作电压时，避雷器就会导通，通过大电流，释放过电压能量并将过电压抑制在一定水平，减少了对电力设备的冲击，保护了电力设备的绝缘。

广东电网清远阳山供电局地处粤北山区，春夏两季雷电多发，电网设备易受雷击过电压冲击，所以配网线路、台变都基本上安装了氧化锌避雷器。

从这几年的运行经验来看，因氧化锌避雷器损坏造成线路跳闸、接地事故的情况时有发生，对我局的供电可靠性提高带来了比较大的影响。

现结合我局这些年氧化锌避雷器的运行情况，探讨氧化锌避雷器损坏的原因及预防措施。

1 氧化锌避雷器损坏的主要原因1.1 接地装置的接地电阻过大，造成对氧化锌避雷器反击反击现象是指接地导体由于地电位升高可以反过来向带电体放电。

当雷电击到氧化锌避雷器时，雷电流经过避雷器的接地体泄放到大地。

如果接地装置的接地电阻过大，它通过雷电流时电位将升得很高，不能放电，部分雷电流向避雷器或配变等设备反向冲击，造成反击使避雷器损坏，有时甚至击毁配电变压器。

粤北山区属于石灰岩地区，土壤的电阻率较大，要将接地装置的接地电阻做到很小在技术经济上不合算，因此接地电阻允许值相对较大。

而且我局一些地区的配电网由于运行时间久，缺乏资金整改，接地体存在腐蚀、损伤等情况。

从发生氧化锌避雷器的损坏的情况来分析，这些地区发生的事故数要比其他地区多得多。

一起220kV变电站氧化锌避雷器泄露电流超标分析1. 引言1.1 背景介绍220kV变电站作为电力系统中重要的组成部分，承担着输电、变压、分布、控制等重要功能。

在变电站中，氧化锌避雷器是一种用于保护电气设备免受雷击侵害的重要装置。

氧化锌避雷器能够将雷电冲击引起的过电压引流至地，起到保护设备和系统安全的作用。

近期某220kV变电站氧化锌避雷器泄露电流超标的情况引起了工程技术人员的重视。

泄露电流超标可能会导致设备受损，甚至引起变电站事故，严重影响电力系统的正常运行。

对于氧化锌避雷器泄露电流超标的原因进行深入分析，寻找解决措施具有重要意义。

本文将从氧化锌避雷器的作用原理、泄露电流的形成机制、超标泄漏电流对变电站的影响、超标泄漏电流的原因分析以及改善措施等方面展开研究，旨在为解决氧化锌避雷器泄露电流超标问题提供参考依据。

1.2 研究目的本文旨在探讨一起220kV变电站氧化锌避雷器泄露电流超标的情况及其影响，旨在通过对氧化锌避雷器泄漏电流超标问题的深入分析，找出出现问题的原因，并提出相应的改善措施，以解决这一重要问题。

通过本次研究，我们希望可以为提高变电站设备的运行稳定性和可靠性提供参考，为保障电网运行安全提供技术支持。

通过对氧化锌避雷器泄漏电流问题的研究，也可以为今后相关领域的研究提供经验和启示，推动该领域的发展和进步。

2. 正文2.1 氧化锌避雷器的作用原理氧化锌避雷器是一种用于保护电力系统设备免受雷电冲击的重要装置。

其作用原理主要是利用氧化锌避雷器内部的氧化锌元件，在电压升高到一定程度时会发生击穿放电，将过电压电流导向到地线，从而保护设备不受雷电冲击的危害。

氧化锌避雷器的核心部件是氧化锌元件，其特点是具有非线性伏安特性。

即在正常工作电压下，氧化锌元件的电阻很高，不导电；但当受到雷击等过电压时，氧化锌元件的电阻会急剧下降，形成导电通路，将过电压电流引向地面，达到保护设备的目的。

氧化锌避雷器的作用原理简单直观，但在实际运行中也面临着泄露电流超标的问题。

金属氧化物避雷器爆炸原因爆炸事故特点由于金属氧化物避雷器具有保护比小、通流容量大、稳定性好等优点，从而取代传统碳化硅避雷器已是大势所趋，目前在我国高压、超高压领域，金属氧化物避雷器已处于垄断地位。

然而，在运行中，金属氧化物避雷器的爆炸事故时有发生，例如，某供电1986年安装了国产FYS一10型无间隙金属氧化物避雷器33只，投运不到一年就爆炸了8～9只，大部分是在雷雨天气损坏，个别也有正常运行情况下损坏的。

再如某变电所采用ABB公司的MWPO12型无间隙金属氧化物避雷器，持续运行电压12kV，1988年3月I段母线B相避雷器击穿，当时天气晴朗，系统无操作；1989年8月，雷雨时，I段母线C相避雷器爆炸；1990年6月，在倒闭操作时，I段母线避雷器爆炸，三相避雷器均损坏。

又如，某变电所， 1987年5月10kV I段F3线路A相接地， 10min后， 51TV柜A相ABB公司生产的无间隙金属氧化物避雷器爆炸，持续运行电压11kV；1989年11月I段F1电缆接地，51TV柜3只避雷器爆炸等。

山东省的统计表明，避雷器爆炸事故每年都有发生，尤以金属氧化物避雷器的事故率高，严重影响系统供电。

上海仅在1991年2月就连续发生3次事故。

1987年11月至1988年4月，原机械电子工业部和水利电力部组织联合调查组对110kV及以上电压等级的2549台金属氧化物避雷器进行调查，共有16相（其中国产12相，进口原装4相）发生事故。

综合金属氧化物避雷器的爆炸事故，其特点是：（l）既有大型骨干厂生产的，也有小厂生产的。

（2）既有国产的，也有进口的。

（3）既有发生在雷雨天，也有发生在晴天的。

（4）既有发生在操作时，也有发生在元操作时的。

（5）既有在中性点非直接接地系统，也有发生在中性点直接接地系统的。

爆炸原因分析两部调查结果的分析表明，事故原因69％为制造质量问题，25％为运行不当，6％为选型不当而造成的。

而内部受潮直接影响产品质量，是引起金属氧化物避雷器爆炸事故的主要原因。

金属氧化物避雷器损坏原因与防备措施有关金属氧化物避雷器的损坏原因，包括受潮、额定电压和持续运行电压取值偏低、电网电压波动、接地电阻不合格造成反击等，并介绍了防止金属氧化物避雷器损坏的措施，供大家参考。

金属氧化物避雷器损坏为保护电力设施免受雷电过电压和系统过电压的冲击，普遍安装使用了金属氧化物避雷器。

特别是在10kV配电网中普遍采纳了无间隙金属氧化物避雷器，随着运行时间的推移，在10kV配电网中因金属氧化物避雷器损坏引起的线路跳闸、接地事故常常发生，严重影响了10kV配电网的安全运行。

一、金属氧化物避雷器的损坏原因综合无间隙金属氧化物避雷器的损坏情况看，质量好的损坏较少，而质量差的损坏较多；在晴天损坏较少，在雷雨天损坏较多；在无操作时损坏较少，在有操作时损坏较多；在正常运行中损坏较少，在异常运行时损坏较多。

1.1受潮金属氧化物避雷器是由硅橡胶作为避雷器的封壳，硅橡胶套封壳质量低劣，重要是小厂假冒伪劣产品，生产厂采纳的技术不完善，或采纳的密封材料抗老化性能不稳定，在温差变化较大或运行时间接近产品寿命后期，造成其密封不良。

避雷器的两端加工粗糙、使潮气或水分浸入，造成内部绝缘损坏，加速了电阻片的劣化而引起损坏。

从事故后避雷器残骸可以看出，阀片没有通流痕迹，阀片两端喷铝面没有发觉大电流通过后的放电斑痕。

而在硅橡胶套内壁或阀片侧面却有明显的闪络痕迹，在金属附件上有锈斑或锌白，这就是金属氧化物避雷器受潮的影响。

1.2额定电压和持续运行电压取值偏低金属氧化物避雷器的额定电压是表明其运行特性的一个紧要参数，也是一种耐受工频电压的本领指标。

金属氧化物避雷器的阀片耐受工频电压的本领是与运行电压的持续时间紧密相关。

（电工天下.）持续运行电压也是金属氧化物避雷器的紧要特性参数，该参数的选择，对金属氧化物避雷器的牢靠性有很大影响。

在运行中允许长期地施加在避雷器端子上的工频电压有效值，它覆盖电力系统运行中可能持续地施加在金属氧化物避雷器上的工频电压最高值。