氧化锌避雷器绝缘击穿故障分析

ｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｈｅａｔｅｄ. Ｂｙ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｃａｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ａｒｒｅｓｔｅｒ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎꎬｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅ￣
ｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:ｍｅｔａｌ￣ｅｘｉｄｅ ａｒｒｅｓｔｅｒꎻａｃｃｉｄｅｎｔ ｃｈｅｃｋꎻｉｎｔｅｒｎａｌ ｐｏｎｄｉｎｇ
被限制在允许的范围内ꎬ有效保护电力设备的稳定
运行ꎮ 常见的瓷外套金属氧化物避雷器如图 １ 所
示 [５] ꎮ
Ｃ:等效线性电容 Ｒ:等效非线性电阻



Ｉ Ｃ :容性电流分量 Ｉ Ｒ :阻性电流分量 Ｉ Ｘ :总泄露电流
图 ２ ＭＯＡ 等效电路图
１２:电容器 １３:电阻片 １４:绝缘筒 ４４:绝缘杆 ４９:吸湿袋
电流基波有明显增大ꎬ阻性电流的高次谐波也有增
定ꎬ因此ꎬ一般情况下总泄露电流的变化可以体现为
加ꎬ但将较于基波增加量较小ꎮ 而老化通常表现为
阻性泄露电流分量的变化ꎮ 由于阻性电流只占总泄
在工作电压下ꎬ阻性电流三次谐波有明显增大ꎬ阻性
露电流的很小部分ꎬ只有当出现 ＭＯＡ 出现较严重
的故障时ꎬ总泄露电流才会有明显变化ꎮ
( Ｊｉａｘｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ ＣｏｍｐａｎｙꎬＪｉａｘｉｎｇ ３１４０００ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅ ａｒｒｅｓｔｅｒ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ. Ｉｔｓ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｔｏ ｐｏｗｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ
合判断该组避雷器 Ｂ 相上节存在严重内部缺陷ꎮ
已知 该 组 避 雷 器 采 用 瓷 质 外 套ꎬ 出 厂 日 期 为

氧化锌避雷器与瓷外套氧化锌避雷器相比较，具有体积小、重量轻、防爆和密封性好、爬距大、耐污秽、制造工艺简单、结构紧凑等一系列优点，因而颇受用户欢迎，但也存在外套材料的老化和电蚀损的不足。

目前在这一领域除了研究如何提高氧化锌非线性电阻片的特性外，还研究外套绝缘材料的耐老化和电蚀损性，以及改善内绝缘结构及材料特性，以弥补有机复合材料的不足。

氧化锌避雷器的结构，其物理电气性能在哪些方面有差别？差别到底有多大？这就是笔者要研究和解决的问题。

参照复套氧化锌避雷器的相关标准就会发现，在所有的试验项目中只有以下几个项目与上述氧化锌避雷器的内部结构有关联，而其余项目与氧化锌避雷器结构无关或关系很小。

因此，这里只选择以下几个试验项目进行试验。

氧化锌避雷器原理与试验分析氧化锌避雷器以其优异的技术性能逐渐取代了其它类型的氧化锌避雷器，成为电力系统的换代保护设备。

由于氧化锌避雷器没有放电间隙，氧化锌电阻片长期承受运行电压，并有泄漏电流不断流过氧化锌避雷器各个串联电阻片，这个电流的大小取决于氧化锌避雷器热稳定和电阻片的老化程度。

如果氧化锌避雷器在动作负载下发生劣化，将会使正常对地绝缘水平降低，泄漏电流增大，直至发展成为氧化锌避雷器的击穿损坏。

所以监测运行中氧化锌避雷器的工作情况，正确判断其质量状况是非常必要的。

氧化锌避雷器避雷器按结构分为保护间隙和管式避雷器、阀式避雷器（配电型、变电所型、磁吹阀式避雷器和金属氧化物避雷器。

火花间隙决定了避雷器的放电电压，串联的阀片决定了避雷器的残压和续流。

带并联分路电阻的避雷器使整个火花间隙分布的电压更均匀，更有利于熄弧并改善了放电性能。

磁吹阀式与普通阀式的主要元件相同，所不同的只是采用磁场驱动电弧来提高灭弧性能。

这两种高压避雷器由于都存有火花间隙，多少都会有些密封不良，使内部受潮，降低灭弧，影响放电性能，所以正在逐渐被新型的氧化锌避雷器所取代。

一起500kV氧化锌避雷器故障判断及分析发布时间：2022-11-15T09:56:02.918Z 来源：《中国电业与能源》2022年第13期作者：刘林源陈一[导读] 简述了氧化锌避雷器的工作原理和主要故障原因，针对某起500kV氧化锌避雷器故障实例，对故障避雷刘林源陈一大唐东营发电有限公司山东省东营市 257000摘要：简述了氧化锌避雷器的工作原理和主要故障原因，针对某起500kV氧化锌避雷器故障实例，对故障避雷器进行红外成像、在线阻性电流测量、解体检查，判断和分析故障原因，最后提出了类似故障的防范措施和建议。

关键词：金属氧化锌避雷器；红外测温；在线阻性电流测量1.前言氧化锌避雷器用于保护电气设备电气设备免受大气过电压和操作过电压的损坏，是电力系统安全运行的必要设备。

及早发现避雷器可能出现的缺陷，保证避雷器处于良好工作状态，对保证电力系统安全可靠运行具有重要意义。

2.氧化锌避雷器的工作原理500kV氧化锌避雷器（简称MOA）一般由上、中、下3节组成，其由均压环、3节避雷器元件和底部绝缘座组成。

避雷器元件由非线性金属氧化物（氧化锌）电阻阀片、内部均压系统、密封件等组成。

其中电阻阀片在正常工作电压下呈高阻，泄露电流仅毫安级；当过电压袭来时立即转为低电阻，释放能量，并限制过电压幅值；过电压消失后又立即恢复高阻，保证电力系统正常运行。

3.故障概况3.1运行下避雷器的在线检查某电厂500kV线路避雷器型号：YH20W1-444/1106，额定电压：444kV，持续运行电压324kV。

工作人员在巡检期间通过观察泄露电流监测器发现三相避雷器泄露电流不一致（A相：2.0mA B相1.9mA C相2.5mA）。

通过对避雷器进行在线阻性电流测量发现C相避雷器阻性电流明显高于A相、B相，已达到3倍以上。

3.2故障避雷器解体检查通过对故障避雷器进行解体，发现故障避雷器内部电容器管脱落，铝电极及外壳存在放电痕迹，压簧跨接线有碳化现象。

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。