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氧化锌避雷器的技术发展以及事故案例分析

发布时间:2021/4/26 9:18:51

我国氧化锌避雷器的研制已有数十年,但大规模量产、运用氧化锌避雷器,则1985年今后的事。最初一方面是原水电部大量进口原装氧化锌避雷器另一方面制作厂也进口元器件组装产品。这些产品很快地占据了国内部分市场尤其是在高压、超高压电网及新投入的变电站中几乎均选用了氧化锌避雷器。现在我国氧化锌避雷器的出产已具有一定规模,并基本上实现了全国产化制作水平已达到了70时代末80时代初的世界水平产量也能满意国内市场的需要。

但是各厂的制作水平高低不齐第一引入氧化锌避雷器制作技术和设备的厂家。掌握了较先进的工艺和现代化设备能力大规划产高水平、高电压等级的避雷器。总计可出产标准型阀片29万片折合出产标准型110kv级产品9000台左右基本上满意国内110kV以上高压氧化锌避雷器的要求。这些厂家现在仍然是我国避雷器出产的主导力量。

自行发展具有较现代化制作设备的厂家这类厂家初具出产规划掌握定的先进工艺设备虽未引入国外制造工艺,但基本上已经走上了先进工艺道路:喷雾造粒、地道炉烧成可认为初步具有出产110kv以下高压氧化锌避雷器、批量出产中低压氧化锌避雷器的才能。这类厂家的产品水平取决于自身技术队伍及工人的本质。选用振蘑工艺、实验室手艺作坊式出产厂家这类厂家处于小规划出产位置利用氧化锌避雷器领域的第一代设备(振磨机、人工混料、手艺造粒、箱式电炉烧成)进行出产。由于工艺滞后出产效率低水平有限。虽然也能制作一些高水平产品但从微观上看产品质量距离性大。然而这类工厂虽然设备简陋但从产品设计上有所突破弥补了阀片水平的不足近年也出产出水平较好的、受电力部门欢迎的中低压避雷器。如近年诞生的带串联间隙氧化锌避雷器就是一个例子。两厂一所引入了国外技术,客观上推动了职业领域的提升。选用先进的工艺道路不只可以大规划工业化出产还可保证质量。这些工艺流程是当今氧化锌避雷器工艺发展的主流,应当尽快推广运用。

运转情况和事故原因

因为近几年氧化锌避雷器投入大面积的运转收到了明显的效果。例如提高系统的绝缘水平尤其是50kv体系其基准绝缘水平由碳化硅避雷器时代的1550kv降至1425kV。但是某些厂家出产的产品质量差运转中事端率太高给运用部门带来一些麻烦和不必要的经济损失。这次两部联合调查组历时五个多月对华东、西北、西南、东北、北京、中南等区域的首要制作和运转厂家进行了深入的调查。据调查组造访搜集的资料计算(截止1988年3月)我国出产110kV及以上电压等级氧化锌避雷器共计2549台其间110kV1729台220kV722台330kV69台。电力部门还自行引入购买一些产品。截止1987年底共产生事16项,其间国产氧化锌避雷器12项,进口原装4。有关110kv及以上氧化锌避雷器的出产和运转事端计算见表

 

 

:()内为未投入运行的台数由表1看出110KV以上电压等级氧化锌避雷器的事故率还是偏高的。如按110kv以上电压等级氧化锌避雷器总产量的50%、投运一年计算其事故率大约为11/百台左右。如再计入运行中不合格的淘汰率、返修率其事故率还需加大3倍。但是作为一种换代的新产品运行初期的这一故障率可以理解。另外笼统看来事故率偏高而对各具体厂家来说产品质量的差异引起事故率的差异也不尽相同。有的厂家直到调查组到达为止还未发现任何避雷器出现事故也未看到水电部任何部门的事故通报及信息。从表1厂家共生产氧化锌避雷器1000多台而仅损坏2(2台中还有一起是由于操作方式不当引起的。所以这些厂家的产品理所当然会得到电力部门使用者的信赖。相反某些工厂生产的氧化锌避雷器其事故率很高。有些工厂误认为把氧化锌阀片往瓷套中一塞就是产品根本没有完善健全的工艺控制及必要的安装条件致使避雷器频繁爆炸从而被使用部门拒绝使用。从调查组收集到一些厂家的事故报告及事故现场残骸的分析看出16起氧化锌避雷器运行事故中14起是由进口阀片组装的产品和进口的原装产品而且大多数事故发生在无雷击无操作的工况下。在成都地区有一相避雷器投运后仅带电30分钟就发生了事故另外有六台产品运行不足三个月也发生了事故。经分析这些事故避雷器所用阀片都是进口的阀片甚至产品芯体零部件及防爆装置都是进口的。相对而言水平暂时逊色的国产阀片及国产零部件组装的全国产化氧化锌避雷器几乎很少发生事故(个别小厂除外)。氧化锌避雷器发生事故的具体原因有如下几种:

1.产品受潮产品受潮有两个途径:一是氧化锌进雷器密封不良或漏气带进潮气或水分抓二是氧化锌避雷器密封良好却由安装过程中元件或环境中带入水分。两种途径产生相同的结果。从事故产品的残骸看出氧化锌阀片没有通流痕迹阀片两端喷铝面没有发现大电流通过后的放电斑痕。而在瓷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产品受潮的证明。从本次调查中我们发现导致事故的某些原因是极易克服和避免的但却没有引起高度重视。例如某厂曾将多台运行不足三个月的产品进行现场带电检测发现产品的泄漏电流严重增大不得不将其运回工厂返修。经解体发现产品内部受潮而把芯体(阀片、绝缘杆件等)进行烘干处理后阀片的参数及绝缘件性能又恢复如初。

2.运行部门操作不当北京地区房山变电站及唐山变电站发生的两起事故是在变压器与系统分开、中性点不接地的工况下没有合中性点临时接地开关因操作致使氧化锌避雷器损坏的。无间隙氧化锌避雷器的工频过电压耐受能力有限加之选用避雷器偏低因此在过电压作用下连续动作最终发生热崩溃而损坏。除了上述四点原因外还有一些至今尚未完全暴露而值得与制造厂及使用者商榷的问题:

3.芯体用拉杆的结构、材质、耐压不合要求从事故产品解体分析发现由于进口阀片电位梯度高使芯体有效高度比瓷套高度短40mm左右而某厂却采用一段金属管集中短路这就使瓷套内腔的有效爬电距离仅有50~60omm。在这样短的绝缘距离下设计者偏偏又选用了工艺质量差、有气孔的ABS工程塑料作拉杆加上拉杆材料使用前又未作耐压试验。种种因素聚合使其在运行中仅因拉杆击穿引起内闪就发生多起事故。前述成都地区投运30分钟发生的一起事故分析是拉杆闪络引起的。

4.芯体散架使用三根拉杆固定阀片当芯体上的压力弹簧压缩量不够理想时在运输或受机械振动后阀片则容易自行掉出拉杆使芯体“散架”。相反若采用四根拉杆空档的弦长可缩短23%阀片就不容易自动掉出了。

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