10kV配網避雷器的運行狀態與實踐探究

孫春

摘 要：10kV配網系統是配電的重要環節，做好其防雷保護才能最大程度地發揮其優勢性能，近年來，配網避雷器雷擊故障常發，為整個配網系統的運行帶來了不良影響。本文分析了10kV配網避雷器的安裝與保護防范，并以試驗的方式來檢測其運行狀態。

關鍵詞：10kV配網避雷器；運行狀態；試驗；檢測

中圖分類號：TM863 文獻標識碼：A

10kV配網避雷器運行中由于受到多種因素的影響難免會出現多種故障和問題，加大對避雷器運行狀態的檢測，通過檢測發現其中存在的問題，才能有針對性地采取措施來解除故障、解決問題，提高避雷器運行質量，恢復其健康的運行狀態。

一、配網避雷器的安裝與保護

1.常見的避雷器類型

避雷器有多種類型，根據其功能作用以及配設的地點通常包括配電避雷器、電站避雷器以及線路避雷器等，而且它常常和脫離器同步使用。根據外套材料特點又包括復合外套避雷器與瓷外套避雷器。

2.安裝方法

配網避雷器實際安裝過程中需要重點把握以下兩大點：首先，直立安裝。通過下電機螺栓將避雷器牢固地裝在支撐性角鋼的上方與下方，電極中引出接地線從而讓避雷器更加安全地接地，控制接地線的長度；其次，杜絕將避雷器用作支撐絕緣子，其中上方引線應該選擇銅線，長度一般在6mm～9mm，而且要達到一定的弧度。再次，要盡量將避雷器設置于保護設備附近。最后，為了能夠確保變壓器安全，就要控制其同避雷器之間的距離，要在5m以下。同時，將低壓避雷器配設于變壓器低壓端，以此來控制正向、反向調換而造成過電壓現象，要保護變壓器安全。

3.保護策略

配網所配置的避雷器通常是面向變壓器和柱上開關，以及相關計量設備、電纜等，避雷器也負責保護線路，為了充分發揮避雷器的保護性功能，應該讓他和被保護對象并列配設，而且要本著就近的原則進行安裝。

4.故障成因分析

導致配網避雷器故障的原因有很多種，其中雷擊故障、過電壓等是主要因素，達到總故障的55.4%，電流泄漏、絕緣殼受損以及線路斷裂等則次之，也達到事故總數的28.3%，具體的故障成因可以參照表1。

通過分析表1看出，此地配網中避雷器受損多數是避雷器爆炸所導致的，而且電流泄漏也是一大問題，同時，還有其他因素也會造成配網避雷器故障。

從眾多的配網避雷器安裝實踐來看，多數能夠根據相關的技術規范、流程等進行安裝和操作，然而，依然出現很多問題，例如：避雷器接地線超出了常規數值，因為電感導致的電壓上升，無法達到預期的防雷目標，同時，一些避雷器的安裝部位不太準確，偏離了受保護對象，達不到預期的保護目標，變壓器的低壓端缺少避雷器的保護，使得一些用戶無法受到保護，雷擊天氣常發雷擊故障。

二、10kV配網避雷器運行狀態下的性能測試

按照國家行業內部的相關規定，按照不同的結構類型來選擇出80多種避雷器，同時，對應選出五個類型的電阻片來負責測量相關參數，進行了電流沖擊性試驗、電阻片性能檢測等，從中分析了現階段10kV避雷器的運行狀態，以及其中的問題隱患，經過實驗得出，10kV避雷器整體上的電流承受能力有限，無法達到預期的合格水平，從而為其日常功能的發揮帶來了困難。用4/10us的放電電流來測試避雷器，檢查其對于雷擊的承受能力，經過多重實驗，對于10kV配網避雷器所需具備的各類參數統計見表2。

經過對13種類型的避雷器的試驗，發現10kV配網避雷器的電流沖擊承受能力較差，綜合分析多方因素，總結出下面幾大原因：

1.避雷器結構有待優化

通過試驗得出，10kV配網避雷器無論是整個的電阻片，還是單個電阻片在承受4/10us電流沖擊過程中，有著一定差距，容易出現側面外閃等問題，這就說明10kV避雷器在結構方面依然有待優化和改善。

2.電阻片承受電流能力有限

雖然實驗過程中所采用的電阻片都出自正規廠家，然而，實際使用過程中依然存在多種質量問題，例如：直徑為35mm的電阻片無法承受65kA的電流，實際調查過程中也發現現階段，更多的10kV避雷器多采用了直徑小于35mm的電阻片，然而，這樣無疑加劇了其對電流承受的負擔。

3.接地電阻的科學控制

電力系統中工作接地電阻不能超過4Ω，安全工作接地電阻也要在4Ω以下，重復接地的接地電阻要在10Ω以下，獨立避雷器的接地電阻不大于10Ω，配電所母線上閥型避雷器的接地電阻也應在5Ω以下。

三、10kV避雷器其他性能試驗探究

1.密封度試驗

將3個已經多年使用的避雷器用內含0.1%鹽分的沸水煮，再將它們放在正常室溫下，使其溫度降低到室內常規溫度，發現這三個避雷器的外觀保存完好，沒有任何裂痕，但是，測試觀察其漏電流量，則都在600uA以上，這就意味著避雷器的密封性完好，同時，拿來3個尚未啟用的避雷器采用相同的實驗方法，也得到了類似的實驗結果，說明避雷器有著良好的密封度。

2.老化性能檢測

（1）外套老化檢測

拿出兩個新避雷器，采用起痕與電蝕實驗的方法，并在其上方持續試驗1000h，并施加運行工頻電壓Uc，而且反復斷開6次電源，各個試驗品也經歷了過流中斷，未發現外套裂痕、變壞等現象，這就意味著避雷器外套達到了規定的老化控制標準。

（2）電阻片檢測

選擇三大電阻片，它們來自于相同廠商，有著相似的性能且大小也基本相同，對這3只電阻片同步添加工頻電壓，而且經歷了人工性的老化試驗，結果得出了他們的老化系數，各自為：0.92，0.97，1.03等，這說明新電阻片的老化程度能夠接受，未發生嚴重的老化問題。

3.外套憎水性檢測

選擇4個多年使用的避雷器，各自截取其接地端、中端、高壓端等來檢測其外套的憎水性，分別從憎水性的減弱性、恢復性、遷移等方面加以檢測，選擇分等級噴水方法，同時，把絕緣子放到水內96h，取出以后得出的憎水性屬于避雷器外套憎水性減弱特征。同時，把含有NaCl和灰的臟污物質放到傘裙表層，同時，將其放到無污染的容器中，最后所得的憎水性為避雷器外套憎水性的遷移性特點。經過綜合性實驗得出結論，避雷器外套憎水性依然有待改進和提升。

4.機械性能檢測

按照特定的電壓規格要求，選出7個特殊的避雷器，牢固該避雷器的底端，同時在其上方添加400牛的負荷長達10s，經過此次實驗以后，再次測量此避雷器的電壓以及局部放電量，最終得出所選的這幾個實驗品他們的直流參考電壓的變化率都符合規定標準，總體上它們的機械性能較強。

根據以上多重實驗以及日常工作實踐能夠總結出配網避雷器故障的誘因主要在于：高強雷電的頻發，使得避雷器無法承受過電流與過電壓，導致避雷器發生破損、斷裂等現象，同時，避雷器電阻片也可能存在一些問題，由于所采用的電阻片直徑尺寸較小，達不到預期的標準，再加上避雷器自身結構出現多種問題，避雷器結構亟待優化，同時，如果避雷器自身的密封度達不到標準，也可能導致其內部絕緣受損，電阻片潮氣過重等，日常運行中需要加大對避雷器密封度的檢查，同時，避雷器由于所處環境較為復雜，可能遭受多種外力襲擊，也是引發其故障的一大因素。

結語

經過本次實驗得出，對于10kV配網系統來說，避雷器的選型、安裝模式等都可能影響其故障率，實際的避雷器選配過程中要注意電阻片直徑大小的把握，同時，也要檢測其電流耐受性能，確保其能夠達到65kA以上的電流，同時，也要加大對避雷器結構的優化力度，提高其密封性，從而提升其性能質量。

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