摘要：当前，在110kV的配电网中，配电用避雷器的使用频繁而大量，以防止因为配电设备在雷电过电压下发生损坏。在实际运行中，避雷器因质量原因或者运行维护不到位，从而导致一些避雷器发生击穿故障。避雷器被击穿后，110kV线路通过避雷器发生接地，此时，必须停电才能处理或者隔离故障，故在一定程度上降低了供电可靠性。
关键词：110kV线路；避雷器故障；对策
引言
避雷器是一种过电压保护装置，当电网电压升高达到避雷器规定的动作电压时，避雷器动作，释放电压负荷，将电网电压升高的幅值限制在一定水平之下，从而保护设备绝缘所能承受的水平，除了限制雷击过电压外，有的还能限制一部分操作过电压。
一、避雷器工作及故障机理
1、避雷器工作原理
避雷器又称限压器，是以限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的一种电气设备，在电力系统中有着不可或缺的重要地位。
2、避雷器故障机理
根据避雷器的工作原理，可将避雷器的故障机理分析如下：
（1）雷电作用
线路的耐雷水平会因线路塔型及地形等的不同而不同，从线路走廊的利用率及线路安全方面的因素考虑，110kV架空输电线路考虑节约通道的绿色电网背景下大部分采用双回同塔架设，这样就造成了雷击杆塔时，两回线路会同时闪络，给电网的冲击较大。
雷击跳闸发生时雷电流强度较大，雷电定位系统监控到的110kV线路雷击中雷电流超过50kA的较多，其中最大雷电流超过142kA，远远大于110kV线路的反击耐雷水平，极易造成线路的反击跳闸故障，同时通过分析线路雷击跳闸时故障杆塔的现场表象为多相故障、单相故障，单相故障时故障相是中相、下相还是上相，故障绝缘子闪络烧伤情况等。
对于雷电流是冲击电流波来说，通过对不同电流下的故障表象及阀片仔细分析可以得出，避雷器遭受到雷电过电压作用而使阀片中流过雷电流是阀片受损最核心的原因，另外，阀片中的电流密度也是比较大的。若冲击电流不是均匀的分布在阀片，就会使得局部阀片的雷电冲击电流密度大大超过其允许极限值。如果避雷器中的电流过大，很可能会导致阀片破碎甚至爆炸。通常情况下，系统电压会由4片阀片一起承担，当2片阀片破裂之后，剩下的2片阀片将会承担全部的电压，这样会使其破坏程度加剧，致使工频电压下阀片受损严重。当较大雷电电流冲击下，就会出现阀片破碎或者爆炸。
（2）避雷器受潮
避雷器的内部通常有一定空气，在环境温度冷热循环变化下，内部空气周期性膨胀收缩形成呼吸作用，导致避雷器密封逐步失效，潮气逐步侵入。避雷器受潮后，在运行电压下的泄漏电流增大，严重时出现沿阀片形成的柱表面放电，引起避雷器炸裂。
（3）避雷器内部阀片老化
避雷器内部阀片老化一般产生于运行过程中，由于避雷器阀片的均一性差，其老化程度不尽相同，就会使得阀片电位分布不均匀，在运行一段时间后，部分阀片首先劣化，造成避雷器泄漏电流和功率损耗增加，由于电网电压不变，避雷器内其余正常阀片负担加重，导致其老化速度加快，这样就形成了一个恶性循环，最终导致该避雷器发生内部击穿、发生单相接地或者避雷器本体爆炸事故；同时，造成氧化锌避雷器阀片老化加速的另外一个原因是避雷器持续运行电压偏低，这将导致设备在工作过程中，尤其是系统产生单相接地情况时，将会显著加重避雷器负荷，导致阀片快速老化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
二、降低110kV线路避雷器故障率的对策
1、制定严格的110kV避雷器选型标准，一般情况下，选择的避雷器程序如下：
①选择时需要根据避雷器当地条件（如风速、污秽、海拔、地震、气温等因素）；
②确定避雷器持续运行电压需要根据最高系统电压；；
③确定避雷器额定电压需要根据暂时工频过电压
④确定避雷器压力释放等级需要根据预期故障电流；
⑤确定避雷器方波冲击电流放电等级需要估算避雷器预期操作冲击电流和能量；
⑥确定避雷器大电流冲击值及标称电流等级需要估算避雷器预期雷电放电电流；
⑦考虑如风速、日照、冰雪、污秽、雨、海拔、相对湿度、地震、温度等环境条件。
2、控制避雷器的安装质量
避雷器的安装包括避雷器的本体安装、连接引线和接地体的设计，由于避雷器出厂到安装需要经过一定的时间，中途运输过程中震动可能导致避雷器发生损坏。因此，在避雷器安装前应该加强外观检测，及时淘汰外观变形、破损的避雷器。
避雷器在安装过程需要注意以下几个问题：①不允许用避雷器代表绝缘子，同时避雷器的上引线需要保持一定程度的弧垂，并采用铜线的半径为6~8mm2；②采用直立的安装方式：安装过程是需要在支撑角钢上把避雷器采用电极螺栓固定，同时避雷器的接地需要通过尽量短的接地线；③采用避雷器用于设备的保护时，应保障两者之间的距离不超过5米，以增强效果；④为避免变压器受到正反变换的过电压而损坏，需要在变压器的低压侧加装避雷器。
连接引线的选择：一方面需要保证其流守短路电流时不会熔化；另一方面需要有一定的机械强度。如果加上雷电冲击波快速上升这个因素，那么避雷器与被保护设备两者之间的位置就非常重要。一旦保护设备上有雷电冲击波快速上升，同时连接引线与并联引线因为它们本身的电感而产生电压时，那么电压则会附加快波前特性上。所以，为减少感性压降，连接引线应该尽量做到直又短。
在电力系统中，避雷器应该紧靠着被保护设备。一般情况下，被保护设备接地端与避雷器接地端是通过直又短的引线连接，同时尽量减小接地电阻，抑制接地电位的升高，从而避免线路发生闪络。
3、强化避雷器的运行管理
目前针对避雷器检测和运行维护手段包括:预防性试验（在避雷器常规停电情况下）；定期巡视工作电流与仪器读数（正常运行情况下）；红外检测局部致热缺陷（正常运行情况下）；测试阻性泄漏电流和全电流（正常运行情况下）。测量时应注意比较历史数据和相间数据，并考虑测量时的测量方法、运行电压与环境条件不同带来的影响。另外，通过红外测温有助于检测出避雷器因内、外部缺陷而产生的局部过热点。
结语
近年避雷器故障越来越多，已成为电网安全运行的一个因素，且其原因大多是避雷器组装和阀片制造质量造成，从生产、采购等多环节着手加强避雷器的质量控制，是防止类似事故的根本。运管部门研究采用科学的在线检测监视方法，如：红外成像、露流检测等，加强对在线避雷器的实时监控，及时发现故障隐患，尽早排除，可防止事故发生。
参考文献
[1]刘旭方.浅析110 kV线路运行与维护[J].科技创新与应用，2013，（22）.
[2]黄森川，谢未临.110 kV线路运行与维护工作探讨[J].企业导报，2011，（20）.
[3]张锋.110 kV电力线路运行故障分析及维护探讨[J].科技创新与应用，2012，（8）.
[4]高进发.110 kV电力线路运行故障分析及维护探讨[J].中国外资，2013，（5）.
论文作者:戴顺彪
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/19
标签：避雷器论文; 电流论文; 过电压论文; 电压论文; 故障论文; 雷电论文; 线路论文; 《基层建设》2017年4期论文;