氧化鋅避雷器的呼吸作用

1、避雷器受潮的主要原因是呼吸作用。據(jù)初步計算, 氧化鋅避雷器內(nèi)部空腔約占整個避雷器內(nèi)空間的50% , 在環(huán)境溫度冷熱循環(huán)變化下, 內(nèi)腔空氣膨脹或收縮形成呼吸作用, 使原來存在的微小漏孔可能擴大, 潮氣逐步侵入, 導(dǎo)致避雷器出現(xiàn)故障。特別值得注意的是, 如果運行中的避雷器內(nèi)部受潮, 泄漏電流則增大, 受潮嚴(yán)重時出現(xiàn)沿氧化鋅閥片柱表面和避雷器瓷套內(nèi)壁表面的放電,引起避雷器爆炸。氧化鋅避雷器受潮時阻性電流增加, 其特點是阻性電流的長期增加, 不會因時間的增加而減小。檢測泄漏電流波形及阻性電流變化的幅度即可推斷是否發(fā)生內(nèi)部受潮及受潮程度。復(fù)合外套氧化鋅避雷器的內(nèi)部沒有空腔，“呼吸”作用很小，主要是水分或

2、潮氣的滲透作用，因此我們主要以浸泡試驗為主，并適當(dāng)考慮一些“呼吸”作用。采用“等形于”避雷器的絕緣體做試驗，以能在較高的電壓下測量泄漏電流，試品首先在干燥箱中保持，完成“呼”氣的過程，然后立即放入室溫（約）的氯化鈉鹽水中浸泡，完成“吸”水和滲透的過程，鹽水的電阻率為，最后從鹽水中取出試品沖洗凈并自然涼干，后測量直流泄漏電流，試驗結(jié)果如表中所示。從結(jié)果來看，其泄漏電流的變化量最大不超過，說明四種結(jié)構(gòu)的密封性都優(yōu)良。復(fù)合外套氧化鋅避雷器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的研究西安交通大學(xué)電氣絕緣研究所劉學(xué)忠焦興六（西安） 摘要：進(jìn)行了復(fù)合外套氧化鋅避雷器結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的研究，通過幾種典型內(nèi)部結(jié)構(gòu)避雷器的電氣、物理

3、機械等性能的對比試驗，得到了各個結(jié)構(gòu)在相關(guān)性能上的差異，并為復(fù)合外套氧化鋅避雷器的優(yōu)化設(shè)計提供了試驗依據(jù)。 關(guān)鍵詞：復(fù)合外套氧化鋅避雷器玻璃纖維增強塑料局部放電大電流密封老化 1 引言 復(fù)合外套氧化鋅避雷器問世于年代，美國、日本、俄羅斯等國已分別研制出系統(tǒng)用復(fù)合外套氧化鋅避雷器，并有數(shù)千萬只在電力系統(tǒng)運行。我國從開始到現(xiàn)在，已研制和生產(chǎn)電壓等級的復(fù)合外套氧化鋅避雷器，并以生產(chǎn)電壓等級為主。 復(fù)合外套氧化鋅避雷器與瓷外套氧化鋅避雷器相比較，具有體積小、重量輕、防爆和密封性好、爬距大、耐污穢、制造工藝簡單、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點，因而頗受用戶歡迎，但也存在外套材料的老化和電蝕損的不足。目前在這一領(lǐng)域

4、除了研究如何提高氧化鋅非線性電阻片的特性外，還研究外套絕緣材料的耐老化和電蝕損性，以及改善內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)及材料特性，以彌補有機復(fù)合材料的不足。 就我國目前大批量生產(chǎn)的電壓等級復(fù)合外套氧化鋅避雷器而言，其內(nèi)外結(jié)構(gòu)有十多種，而外套絕緣材料以硅橡膠為主，并有高溫硫化（）、中溫硫化（）、低溫硫化（）和室溫硫化（）之分，這樣避雷器在結(jié)構(gòu)和材料上的不同，表現(xiàn)出在整體性能上有一定的差別。 筆者首先從內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同來試驗研究復(fù)合外套氧化鋅避雷器的性能，以比較各個結(jié)構(gòu)避雷器的特性，而對于外套絕緣材料的差別將在以后的研究中逐一報道。復(fù)合外套氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu) 復(fù)合外套氧化鋅避雷器一般以下面幾個主要部件組成：串聯(lián)的氧化

5、鋅非線性電阻片（或稱閥片）組成閥芯；玻璃纖維增強熱固性樹脂（）構(gòu)成的內(nèi)絕緣和機械強度材料；熱硫化硅橡膠外傘套材料；有機硅密封膠和粘合劑；內(nèi)電極、外接線端子及金具。 但是，各個制造廠家卻根據(jù)不同的生產(chǎn)和技術(shù)條件，選擇不同的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。筆者按照復(fù)合外套氧化鋅避雷器的電阻片與外絕緣傘套間的內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)不同，選擇我國目前有代表性的四種結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比性的試驗研究，以得到各個不同結(jié)構(gòu)和工藝的復(fù)合外套氧化鋅避雷器在電氣和物理機械等性能方面的差別，這四種典型的避雷器結(jié)構(gòu)如圖所示。 這里分別作型、型、型和型來代表環(huán)氧玻璃絲預(yù)制管、樹脂玻璃絲復(fù)合卷繞、樹脂玻璃絲復(fù)合卷繞加樹脂灌封、熱縮塑料套加樹脂灌封。除了這

6、四種外，還有熱模壓、高溫固化環(huán)氧樹脂澆注等，這里暫不研究。上述四種結(jié)構(gòu)的避雷器的外傘套都可預(yù)制，這樣通過高溫二段硫化后，使外傘套材料達(dá)到最優(yōu)的電氣和物理性能，預(yù)制的傘套最后再與芯體粘合和密封。另外，上述四種結(jié)構(gòu)的型和型可以在芯體內(nèi)絕緣上直接模壓或注射成型外傘套，但硫化溫度和硫化時間都有一定的限度，否則容易造成內(nèi)絕緣材料和電阻片的特性發(fā)生變化。圖四種典型結(jié)構(gòu)的復(fù)合外套氧化鋅避雷器示意圖接線端子屏蔽端蓋內(nèi)電極電阻片硅橡膠外套預(yù)制管粘合層彈簧熱固性樹脂卷繞層熱縮塑料套 為了提高對比性，四種結(jié)構(gòu)的試品都先制成電阻片芯體（棒），之后通過粘合劑與預(yù)制式硅橡膠外套緊密粘結(jié)，最后兩端用屏蔽端蓋封裝成避雷器試品

7、和比例單元，其中，型芯體是將電阻片、電極及彈簧封裝于環(huán)氧玻璃絲管；型芯體是將電阻片及電極用環(huán)氧浸漬的無堿玻璃絲帶卷繞并加熱固化；型芯體也是先將電阻片及電極用環(huán)氧浸漬的無堿玻璃絲帶卷繞并加熱固化，再用環(huán)氧樹脂澆注并加熱固化；型芯體是先將電阻片及電極用熱縮塑料套固定，再用環(huán)氧樹脂澆注并加熱固化。電阻片的尺寸為。 另外，為了研究避雷器的內(nèi)外絕緣性能，還用絕緣棒替代電阻片制成“等形于”避雷器的絕緣體試品。復(fù)合外套氧化鋅避雷器的性能試驗和分析 對于上述四種復(fù)合外套氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu)，其物理電氣性能在哪些方面有差別？差別到底有多大？這就是筆者要研究和解決的問題。 參照復(fù)合外套氧化鋅避雷器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)就會發(fā)現(xiàn)

8、，在所有的試驗項目中只有以下幾個項目與上述避雷器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)聯(lián)，而其余項目與避雷器結(jié)構(gòu)無關(guān)或關(guān)系很小。因此，這里只選擇以下幾個試驗項目進(jìn)行試驗。大電流沖擊試驗 對于復(fù)合外套氧化鋅避雷器所用的電阻片，其大電流沖擊水平一直是我國向標(biāo)準(zhǔn)（即達(dá)到）以及國外先進(jìn)水平?jīng)_擊的目標(biāo)，目前我國部分生產(chǎn)廠還不能完全滿足的要求。眾所周知，在進(jìn)行大電流沖擊試驗中，由于殘壓高，往往沿電阻片側(cè)面發(fā)生閃絡(luò)或斜穿閃，為了解決這一問題，通過電阻片側(cè)面絕緣保護(hù)材料的工藝改性，或加強避雷器內(nèi)絕緣特性等措施可以提高避雷器大電流沖擊性能。用過去廣泛使用的絕緣漆側(cè)面保護(hù)的電阻片串聯(lián)制成比例單元，其直流參考電壓為，每種結(jié)構(gòu)的避雷器比例單

9、元三只，大電流從低向高逐級試驗，每只試品按照避雷器標(biāo)準(zhǔn)的要求試驗兩次，試驗結(jié)果如表所示。表四種避雷器比例單元的大電流沖擊試驗結(jié)果 試品分類 型 型 型 型試品編號 第一次試驗 第二次試驗 注：表中表示試驗未通過 從試驗結(jié)果看出，型、型和型試品都能通過兩次的大電流沖擊，而型未通過的大電流，說明型避雷器電阻片與環(huán)氧玻璃絲管之間存在氣體間隙，其沿面閃絡(luò)電壓比固體絕緣材料擊穿電壓要低得多，因此型避雷器的大電流沖擊性能比其它三種要低。局部放電 由于復(fù)合外套氧化鋅避雷器的內(nèi)外絕緣均為有機復(fù)合材料，而局部放電對有機絕緣材料的損害十分突出，在持續(xù)運行電壓下的局部放電量反映著避雷器的制造水平，雖然標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定倍下為

10、，但國外大部分制造廠家都規(guī)定的很小，如公司規(guī)定為不大于。為了研究上述四種結(jié)構(gòu)避雷器在工頻電壓下的局部放電特性，本文分別用避雷器、以及用絕緣棒替代電阻片制成“等形于”避雷器的絕緣體來測量四種絕緣結(jié)構(gòu)的局部放電特性。 由于試品的起始和熄滅放電電壓大部分都大于，其中取為，因此，筆者通過測量各種試品在局部放電量為時的起始放電電壓，來比較各種結(jié)構(gòu)的局部放電特性，測量結(jié)果如表所示。 從測量結(jié)果看出，“等形于”避雷器的絕緣體的起始放電電壓均高于避雷器本身，而且從局部放電波形中觀測到，所有試品的放電特征都是電暈放電，說明復(fù)合外套氧化鋅避雷器的局部放電起始于邊緣（或尖端）的電暈放電，而不是氣體間隙放電，型結(jié)構(gòu)比

11、其它三種結(jié)構(gòu)的起始放電電壓略低，這正是由于在型結(jié)構(gòu)中，內(nèi)部的電極及彈簧等在氣體媒介中首先產(chǎn)生電暈放電。由此看來，改善電阻片界面處的局部放電特性是提高避雷器整體局部放電特性的主要途徑。表四種避雷器及其絕緣體的起始放電電壓 試品結(jié)構(gòu)分類型型型型避雷器試品編號起始放電電壓平均值絕緣體試品編號A6A7B6B7C6C7D6D7起始放電電壓平均值避雷器絕緣的耐壓和泄漏電流為了得到復(fù)合外套氧化鋅避雷器的內(nèi)外絕緣的耐壓特性和泄漏電流，采用上述“等形于”避雷器的絕緣體的試品進(jìn)行分鐘工頻（干）和次標(biāo)準(zhǔn)沖擊（）耐受試驗，以及直流泄漏電流的測量。試驗和測量的結(jié)果如表中所示，其中耐受電壓值已折算為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的電壓值

12、，泄漏電流為表中鹽水浸泡前泄漏電流值。從以上結(jié)果看出，避雷器內(nèi)外絕緣的工頻和沖擊耐受電壓都超過電壓等級避雷器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，完全滿足避雷器的制造要求，在直流電壓下的泄漏電流也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于避雷器電阻片對應(yīng)電壓下的電流值。密封和熱老化關(guān)于復(fù)合外套氧化鋅避雷器的密封性檢驗，在型式試驗中是鹽水沸煮后測量其泄漏電流，根據(jù)水煮前后泄漏電流的變化量來判斷避雷器密封性能。但對于用樹脂和玻璃絲復(fù)合卷（纏）繞作為內(nèi)絕緣的避雷器，如同本文型和型結(jié)構(gòu)，在一定溫度下經(jīng)過長時間熱作用后，避雷器電阻片的非線性特性會發(fā)生變化，這樣使人誤認(rèn)為避雷器的密封性不良。這是由于樹脂固化中添加了一些類似于促進(jìn)劑的材料，它在長時間的熱作用下會向電

13、阻片亞表面層擴散，從而使電阻片亞表面層的非線性特性發(fā)生變化，導(dǎo)致避雷器的泄漏電流的增大。因此，為了避免這種混淆，將鹽水沸煮試驗分為鹽水浸泡和短期熱老化試驗，以此分別檢驗復(fù)合外套氧化鋅避雷器的密封性和短期熱穩(wěn)定性。 復(fù)合外套氧化鋅避雷器的內(nèi)部沒有空腔，“呼吸”作用很小，主要是水分或潮氣的滲透作用，因此我們主要以浸泡試驗為主，并適當(dāng)考慮一些“呼吸”作用。采用“等形于”避雷器的絕緣體做試驗，以能在較高的電壓下測量泄漏電流，試品首先在干燥箱中保持，完成“呼”氣的過程，然后立即放入室溫（約）的氯化鈉鹽水中浸泡，完成“吸”水和滲透的過程，鹽水的電阻率為，最后從鹽水中取出試品沖洗凈并自然涼干，后測量直流泄漏

14、電流，試驗結(jié)果如表中所示。從結(jié)果來看，其泄漏電流的變化量最大不超過，說明四種結(jié)構(gòu)的密封性都優(yōu)良。 為了測量在熱作用下，復(fù)合外套氧化鋅避雷器電阻片的非線性特性的變化，以及避雷器絕緣體的短期熱穩(wěn)定性，分別在避雷器和絕緣體試品上進(jìn)行干燥箱短期熱老化試驗，每累計老化后取出試品在室溫下測量直流泄漏電流，試驗電壓分別取為直流和，試驗結(jié)果如表所示。 測量結(jié)果表明，在熱老化后，型和型避雷器的直流泄漏電流變化量為，而型和型避雷器的直流泄漏電流變化量僅約，由此看來對于用樹脂與玻璃纖維直接在電阻片上復(fù)合卷繞的避雷器，在制造和試驗中不能不考慮長時間溫度作用對其泄漏電流的影響。表四種避雷器及其絕緣體不同熱老化時間的直流

15、泄漏電流 試品結(jié)構(gòu)分類型型型型避雷器（）試品編號絕緣體（）試品編號熱機和彎曲性能 為了考察上述四種結(jié)構(gòu)避雷器的熱機和彎曲性能，分別進(jìn)行了冷熱循環(huán)試驗和彎曲耐受試驗。避雷器和溫度下參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行冷熱循環(huán)，施加的彎曲負(fù)載為。試驗后先測量工頻電壓下局部放電量，然后繼續(xù)進(jìn)行的彎曲耐受試驗，之后再測量局部放電量，最后解剖檢查。 四種試品都在試驗中未發(fā)生脫落等現(xiàn)象，局部放電量測量結(jié)果如表所示，在最后解剖檢查中發(fā)現(xiàn)，型的兩只試品都在下電極處有約長的裂痕，說明用熱縮塑料代替玻璃纖維復(fù)合材料作內(nèi)絕緣材料在熱機和機械性能上比較差。另外從局部放電量的測量結(jié)果看出，試驗前后變化不大，都能滿足制造要求，其中型的變化量相對

16、較大。表四種避雷器在熱機和彎曲試驗前后的局部放電量 試品結(jié)構(gòu)分類 型 型 型 型試品編號 試驗前 熱機試驗后 彎曲試驗后 結(jié)論（）避雷器電阻片的側(cè)面用固體絕緣材料填充可顯著提高避雷器的大電流通流能力，并能改善避雷器的局部放電特性。（）在長時間熱作用下，電阻片側(cè)面的固體填充材料對避雷器的非線性特性有一定的影響，內(nèi)絕緣材料的選擇需要優(yōu)化。（）研究的幾種典型結(jié)構(gòu)避雷器都具有優(yōu)良的絕緣和密封性能。（）避雷器用樹脂玻璃纖維復(fù)合材料作內(nèi)絕緣，表現(xiàn)出優(yōu)良的熱機和彎曲特性。10 kV避雷器故障分析 【摘要】10kV供電網(wǎng)絡(luò)在雷電高溫情況下,氧化鋅避雷器常出現(xiàn)擊穿故障,直接影響著供電線路的安全運行。為提高電網(wǎng)的

17、供電可靠性，對某地方供電局2010年避雷器故障情況進(jìn)行統(tǒng)計，并對其中的典型故障進(jìn)行分析，基本掌握了氧化鋅避雷器的故障分析，提出了防側(cè)面閃絡(luò)能力不足及閥片能量耐受能力較低是導(dǎo)致避雷器故障的主要原因，并從設(shè)備訂貨技術(shù)要求和運行維護(hù)等角度提出措施?！娟P(guān)鍵詞】供電可靠性；避雷器；故障分析；側(cè)面閃絡(luò)；能量耐受能力0.引言避雷器是一種過電壓保護(hù)裝置，當(dāng)電網(wǎng)電壓升高達(dá)到避雷器規(guī)定的動作電壓時，避雷器動作，釋放電壓負(fù)荷，將電網(wǎng)電壓升高的幅值限制在一定水平之下，從而保護(hù)設(shè)備絕緣所能承受的水平，除了限制雷擊過電壓外，有的還能限制一部分操作過電壓。當(dāng)前，在10kV的配電網(wǎng)中，配電用避雷器的使用頻繁而大量，以防止因為

18、配電設(shè)備在雷電過電壓下發(fā)生損壞。在實際運行中，避雷器因質(zhì)量原因或者運行維護(hù)不到位，從而導(dǎo)致一些避雷器發(fā)生擊穿故障。避雷器被擊穿后，10kV線路通過避雷器發(fā)生接地，此時，必須停電才能處理或者隔離故障，故在一定程度上降低了供電可靠性。本文通過對某地方供電局2010年10kV避雷器的故障情況進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的反事故措施。1.避雷器故障原因分析2010年，廣東某地方供電局一共發(fā)生38例10kV配網(wǎng)避雷器故障。其中側(cè)面閃絡(luò)為33例，比例為86.8%；閥片爆炸(破碎)5例，占13.2%。典型故障分析如下。表110kV配電網(wǎng)避雷器故障情況2.閥片側(cè)面閃絡(luò)故障例1：2010-7-25，雷雨天氣，一條1

19、0kV線路發(fā)生接地故障，在巡查線路的時候，發(fā)現(xiàn)了一個避雷器被擊穿，在更換故障避雷器以后，線路恢復(fù)送電成功。事后，對此故障避雷器進(jìn)行解體，發(fā)現(xiàn)其中硅橡膠外套破裂，沿避雷器閥片側(cè)面有明顯電弧通道的痕跡（圖1），但未見閥片有破裂或破碎情況。由于所有的閥片(共4片)均未出現(xiàn)破碎的現(xiàn)象，可以說明此避雷器的閥片并未劣化。因為若其劣化，并導(dǎo)致避雷器被擊穿的，則故障應(yīng)表現(xiàn)為閥片爆炸而不僅公是側(cè)面閃絡(luò)。本例避雷器閥片與絕緣筒間存在氣隙，而空腔的呼吸作用導(dǎo)致潮氣入侵，潮氣聚集于閥片側(cè)面而使側(cè)面絕緣強度下降，在過電壓作用下，沿閥片側(cè)面發(fā)生閃絡(luò)后形成電弧通道。避雷器受潮的主要原因是呼吸作用。據(jù)初步計算, 氧化鋅避雷器

20、內(nèi)部空腔約占整個避雷器內(nèi)空間的50% , 在環(huán)境溫度冷熱循環(huán)變化下, 內(nèi)腔空氣膨脹或收縮形成呼吸作用, 使原來存在的微小漏孔可能擴大, 潮氣逐步侵入, 導(dǎo)致避雷器出現(xiàn)故障。特別值得注意的是, 如果運行中的避雷器內(nèi)部受潮, 泄漏電流則增大, 受潮嚴(yán)重時出現(xiàn)沿氧化鋅閥片柱表面和避雷器瓷套內(nèi)壁表面的放電,引起避雷器爆炸。氧化鋅避雷器受潮時阻性電流增加, 其特點是阻性電流的長期增加, 不會因時間的增加而減小。檢測泄漏電流波形及阻性電流變化的幅度即可推斷是否發(fā)生內(nèi)部受潮及受潮程度。圖1 閥片發(fā)生側(cè)面閃絡(luò)( 沿閥片表面有明顯的電弧通道)例2：2010-08-17，一起避雷器擊穿故障，對擊穿的避雷器解體，未

21、發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部金屬件銹蝕，未發(fā)現(xiàn)閥片內(nèi)部及其噴鋁面放電，僅在閥片側(cè)面發(fā)現(xiàn)電弧通道。側(cè)面閃絡(luò)原因為：廠家為消除避雷器閥片與外絕緣筒間的空腔，采用注膠來填充。注膠溫度較高，約200oC，因絕緣釉與閥片的熱膨脹系數(shù)相差較大，高溫注膠可能導(dǎo)致絕緣釉中產(chǎn)生微裂紋，造成其絕緣強度下降1，在過電壓下發(fā)生閃絡(luò)。正常情況下, 內(nèi)部閥片與外部瓷套之間的徑向電位差較小。當(dāng)氧化鋅避雷器外部瓷套受到污穢及潮氣作用時, 外部瓷套上的電位分布發(fā)生變化, 特別是在避雷器上或下部存在干區(qū)時, 電位分布將更不均勻, 內(nèi)部閥片與外部瓷套間會存在較大的徑向電位差, 產(chǎn)生脈沖電流。如果電流很大, 會使閥片在電流聚集的地方溫升過高被燒熔,

22、損壞閥片, 導(dǎo)致整個避雷器破壞。這種情況對避雷器危害很大,須及時處理, 以保證避雷器的安全運行。如圖3 所示, 當(dāng)出現(xiàn)內(nèi)部閥片與外部瓷套間的徑向放電、產(chǎn)生脈沖電流現(xiàn)象時, 阻性電流上會有脈沖電流尖峰出現(xiàn)。這種現(xiàn)象可以作為出現(xiàn)徑向局部放電的1個判據(jù)。圖2 閥片表面的電弧通道圖3 阻性電流波形以上2例對閥片側(cè)面閃絡(luò)故障進(jìn)行分析，結(jié)合其它故障安全，認(rèn)為閥片發(fā)生側(cè)面閃絡(luò)的主要原因是密封不良導(dǎo)致濕氣入侵、閥片側(cè)面的絕緣釉受損或閥片與外側(cè)絕緣間的界面不良等而導(dǎo)致側(cè)面絕緣強度低。3.閥片破碎故障2010-06-05，某10kV線路發(fā)生單相接地故障。巡查線路的時候，發(fā)現(xiàn)其中1個避雷器爆裂，在更換成功以后，線路

23、恢復(fù)送電成功。解體故障避雷器，發(fā)現(xiàn)其硅橡膠外套破裂，閥片中有2片裂開、2片破碎，但未見側(cè)閥痕跡。根據(jù)故障表象及閥片在不同電流下的破壞特性，分析閥片損壞原因：避雷器遭受到雷電過電壓作用而使閥片中流過雷電流，雷電流是沖擊電流波，故閥片中的電流密度很大。而沖擊電流在閥片中不是均勻分布的，當(dāng)局部閥片的雷電沖擊電流密度超過其允許極限值，閥片就會遭破壞。因雷電流能量不大，一般不會造成閥片破碎、爆炸，只會發(fā)生閥片破裂。閥片破碎原因：避雷器由4片閥片組成，正常情況下4片閥片共同承擔(dān)系統(tǒng)電壓。當(dāng)其中兩片破裂劣化，則系統(tǒng)電壓全加在其余2片上，從而加速其劣化，最終導(dǎo)致閥片在工頻電壓下破壞，因工頻電源能量大，閥片破壞

24、表現(xiàn)為破碎或爆炸?；蛘呖梢岳斫鉃楸芾灼鞯臒崞茐默F(xiàn)象。氧化鋅避雷器的熱破壞是由于雷電或其它暫態(tài)過電壓能量的注入, 使避雷器瞬時的發(fā)熱大于其散熱能力, 或由于受潮等引起氧化鋅 閥片的阻性電流增加導(dǎo)致熱破壞。在瓷套氧化鋅避雷器內(nèi)部, 氣隙的體積約占內(nèi)部體積的50% , 當(dāng)避雷器在大幅值或多重雷沖擊作用時, 由于氣隙的導(dǎo)熱性能差, 不能及時將吸收的沖擊能量散出去, 容易引起閥片的劣化或熱破壞。閥片由于吸收暫態(tài)能量或阻性電流增加而引起閥片溫度升高時, 在相同的荷電率作用下導(dǎo)致避雷器的功率損耗增加。如圖5 所示, 避雷器對應(yīng)溫度Ta , Tb 和Tc 的功率損耗曲線分布為Pa , Pb 和Pc 。在較小溫

25、度Ta時, 功耗曲線Pa 與避雷器外套的散熱曲線Q有2個交點, 二者間包圍的面積較大, 表明有較大的熱穩(wěn)定性能; 溫度增加到Tb ,對應(yīng)的功耗曲線Pb與Q包圍的面積減小, 熱穩(wěn)定能力降低; 當(dāng)溫度升高到Tc 時, 所對應(yīng)的功耗曲線POC與Q 間沒有交點, 表明避雷器出現(xiàn)熱破壞現(xiàn)象。圖4 閥片破壞情況圖5 避雷器的熱平衡圖根據(jù)現(xiàn)行避雷器國家標(biāo)準(zhǔn)，避雷器應(yīng)能耐受2次65kA(或40kA)的雷電流沖擊。而kV系統(tǒng)中避雷器不可能流過超過65kA(40kA)的雷電流2。輸電線路遭受雷擊事故的類型分為三類：一是輸電線路受雷擊時沿線路向變電所入侵的雷電波；二是雷擊輸電線路附近地面的感應(yīng)雷；三是雷直擊變電所內(nèi)線路和設(shè)備的直擊雷。雷電波與感應(yīng)雷的陡度大、幅值高，危害嚴(yán)重，不采用防雷措施很容易造成設(shè)備絕緣擊穿。65kA(或40kA)的雷電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過10kV線路耐雷水平，故沿線路襲來的雷電波不可能超過65kA(或40kA)；若是雷直擊桿塔，雷電流可能超過65kA(或40kA)，此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過10kV桿塔反擊耐雷水平，會使線路多相閃絡(luò)，發(fā)生相間短路速斷跳閘，而本例故障只是線路單相接地，并沒速斷跳閘，故雷電直擊產(chǎn)生的雷電流不可能超過65kA(或40kA) 3?？梢姳芾灼鞴收显蚴牵罕芾灼鏖y片受雷電沖擊能力較差