（乌兰察布电业局 012000）
摘要：10 kV电力线路在运行中,由于雷击、过电压、短路及外力破坏等,时常发生线路接地、跳闸故障。在一次事故巡线中,线路巡视人员从外观检查,跌落式熔断器、绝缘子、隔离开关、氧化锌避雷器均无异常,但是,10 kV线路送电仍然不成功。这是因为,10 kV氧化锌避雷器在系统电压下会导致阀片老化,使其性能变差;再加上过电压,会使阀片击穿,而在外观上却没有任何变化。故需对10 kV氧化锌避雷器进行试验。按照规程,应进行参考电压及75%直流参考电压下泄漏电流试验,且泄漏电流不大于50μA。本文就10kV线路氧化锌避雷器故障诊断进行了简单的分析。
关键词：10kV线路；氧化锌避雷器；故障诊断
引言
现如今，为了进一步提高设备及线路的耐雷水平，我国供电网络普遍采用氧化锌避雷器。金属氧化锌避雷器自身具备众多优点，如保护性能良好、体积小、残压底，同时还能够吸收具有较大能量的过电压。即便这样，在实际运行中，由于雷电击穿避雷器而引发的线路跳闸故障仍然是屡见不鲜，大大降低了供电网络供电的稳定性及可靠性。
一般来讲，在10kV 配电线路中，避雷器被雷电击穿之后，线路往往会发生接地故障，在这种情况下，必须切断供电线路来处理故障，严重影响了人们的生产生活。因此，采取合理的方法对 10kV 线路氧化锌避雷器故障进行诊断，分析其故障原因，在此基础上找出相应的解决对策是非常重要的。
1 10kV线路氧化锌避雷器的结构原理
氧化锌内部的电阻片处于平行连接的状态，其对线路中涌动电流的承受能力是非常大的，因而具有较高的线路保护功能。一般来讲，氧化锌避雷器主要由三部分组成：压力释放装置；氧化锌电阻片；复合材料制成的伞裙或瓷套。
(1)压力释放装置。当大量气体流入避雷器内部时，在电流瞬间短路的情况下，避雷器内部所含气体没有办法即刻释放出来，导致内部气压大幅度增加，继而引发避雷器的爆炸事故。从安全角度出发，在氧化锌避雷器中安装压力释放装置是非常有必要的。
(2)氧化锌电阻片。氧化锌电阻片的构成材料中，氧化锌占据 90% 的比重，其余 10% 材料的主要成分为氧化铋。在高压加压的作用下，该电阻片的结构呈现出厚实的圆柱体形。
(3)复合材料制成的伞裙或瓷套。在正常运行状态下，复合材料制成的伞裙或瓷套需要与金属法兰进行匹配。此外，必要时可对绝缘子进行排列组合。
需要注意的是，为避免氧化锌避雷器内部出现闪络故障，绝缘子要同电阻片之间保持足够的距离，从而保证在正常使用的状态下，两者的电压差不会引起局部放电现象。
2 10kV线路氧化锌避雷器故障诊断方法
近些年来， 随着科技的发展与人们生活水平的快速提高，人们对供电要求也越来越高，在10kV 线路氧化锌避雷器故障诊断方面， 避雷器设备的首次停电例行检测周期越来越长，也就是说现阶段很少有机会能够在停电状态下对避雷器进行试验与故障检测。
因此，带电检测在氧化锌避雷器故障诊断上发挥着极为重要的作用，目前，较为常用的带电检测方法有两种：红外测温技术以及阻性电流测试技术。
2. 1 红外测温技术诊断
红外测温技术故障诊断的原理是：在不停电的环境下，通过红外热像仪对氧化锌避雷器进行无接触检测，在此基础上观测并记录避雷器的内部热故障，研究显示，物体在自身温度较绝对零度高的情况下， 会一直向外界产生红外线辐射，而且物体自身温度会影响到这些红外线能量密度的大小。
利用红外线测温技术可以对氧化锌避雷器进行大面积的故障诊断，具有快速扫面成像的特点，能够对故障进行直观形象的显示，特别是对于氧化锌避雷器的早期受潮故障诊断，具有非常显著的效果。
一般来讲，处于正常运行状态的氧化锌避雷器，其自身具有分布均匀的热场以及较小的发热量，虽然自身温度会不断变化，但温差较小，能够维持在允许的温差范围内。但是当氧化锌避雷器出现故障时，其自身热场分布会明显出现不均匀分布，温差也会变大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因而对10kV 氧化锌避雷器进行红外测温，需要预先设定相应的红外测温导则，导则应该明确氧化锌避雷器允许的温度变化范围，这样有利于及时发现故障，尽早做出应对措施。利用红外测温技术诊断10kV线路氧化锌避雷器故障，能够准确检测出氧化锌避雷器早期是否受潮，及时发现并诊断设备故障，从而避免避雷器事故的发生，同时也降低了后期避雷器设备的检测维修成本，具有极为重要的意义。
2. 2 阻性电流测试技术诊断
阻性电流测试技术的工作原理是：首先利用灵敏度极高的钳形电流互感器，将总电流信号从氧化锌避雷器的接地引下线中取出来；其次从电容式电压互感器或者系统电压互感器二次侧中，将钳形电流互感器所需的电压信号取出来；再者通过电压隔离器，二次电压信号会进至测量仪器中，这样一来，就能够对流进避雷器的阻性电流峰值、全电流有效值以及功率损耗平均值进行测量，通过对这些数据的变化进行仔细分析，从而发现氧化锌避雷器的故障。
通常情况下，10kV 线路上三相氧化锌避雷器的排列方式为一字型时，往往会受到杂散电容的作用影响，同时杂散电容的影响大小与三相氧化锌避雷器中的任意两者间的距离呈现出正比例关系，也就是说距离越近，影响越强，这样一来，流经两边相上的氧化锌避雷器的总电流大小就会出现不同程度的变化，对测量结果造成影响。
因此，在实际故障诊断中，通常采用移相法来校正测量过程，具体来讲，即认为两边相上的氧化锌避雷器同时对中间相上的氧化锌避雷器产生影响，因而可以相互抵消杂散电容的作用效果，与此同时，流经中间相上氧化锌避雷器的电流是真实的，不必采取任何校正措施。
此外，在实际故障诊断过程中，存在各种各样的因素，会不同程度的影响到阻性电流测量的准确度，比如，测量设备、测量条件以及测量方法。因此，为了更好的对 10kV 线路氧化锌避雷器故障进行诊断，要充分考虑外界各类因素对测量的影响，比如电磁以及电网谐波的干扰、温度湿度等，同时选取合适的电压相位角以及电网接线方式、科学布置测试设备。
3 10kV线路氧化锌避雷器故障分析及防治措施
通过红外测温以及阻性电流测试试验，对故障避雷器进行解体研究发现：大多数故障避雷器中，位于顶盖的密封圈发生错位甚至断裂、密封胶圈老化现象严重。这类问题会导致避雷器密封失效、潮气侵入，大大降低阀片侧面的绝缘强度，与此同时，受过电压影响，电弧通道在避雷器内部阀片闪络之后形成，因电弧放电，避雷器内部会产生高温，从而引发避雷器故障。需要强调的一点是，若氧化锌内部受潮极为严重，会大幅度增大泄漏电流，继而引发内部放电，导致氧化锌避雷器出现爆炸事故。
此外，对于避雷器密封胶圈而言，如果其永久性压缩变形指标与规定的设计要求不符，那么避雷器在运行时会出现密封失效问题，导致水分或者潮气侵入到避雷器内部，引发避雷器故障。
氧化锌避雷器出现故障，会对 10kV 供电线路的稳定安全运行造成极为恶劣的影响，严重威胁到人们的生命财产安全。
因此，为了有效避免氧化锌避雷器故障，一方面要从源头出发，即氧化锌避雷器的生产厂家要严格提升用于 10kV线路的氧化锌避雷器的质量，对于那些能够对设备质量起决定性作用的因素（如总装环境、密封性的结构设计等），要给以高度重视；另一方面，在氧化锌避雷器的购买环节，电力部门要加大技术监督力度，对设备质量进行严格的把关；此外，相关工作人员要加强 10kV 线路中氧化锌避雷器运行的巡视工作，定期检查设备的电流值，对氧化锌避雷器的绝缘性能做出良好的判断，避免发生由避雷器故障引发的供电线路故障。
总结
总而言之，质量问题引发的 10kV 氧化锌避雷器故障时有发生。随着科技的进步，利用红外测温技术以及阻性电流测试技术对避雷器进行故障诊断，尽早发现问题、并及时解决问题，能够有效避免电网事故的发生，从而为避雷器安全可靠的运行提供良好的前提保障，进一步促进10kV供电线路的稳定运行，为社会创造更多的价值。
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论文作者:雷诚
论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期
论文发表时间:2016/5/21
标签：避雷器论文; 氧化锌论文; 线路论文; 故障论文; 测温论文; 电流论文; 故障诊断论文; 《电力设备》2016年第2期论文;