摘要：动车组避雷器是保证动车组安全运行的重要保护装置，其可靠稳定的运行对保证动车组安全供电起着重要作用。本文对金属氧化物避雷器的维修技术进行了研究，以CRH380动车组为例，介绍了复合涂层金属氧化物避雷器的维修方法。
关键词：避雷器；检修技术；动车组
1.正文
CRH380动车组自投入运营以来，以其高速、安全、舒适等特点受到了乘客的高度赞扬。随着动车组运行时间和里程的增加，CRH380动车组已逐步进入五级保养阶段，即新建或五级保养后的高级保养，运行480±120万公里或12年保养不超过120+120万公里或最近三级保养的3年。动车组高压避雷器负责动车组高压电气设备的过电压保护。其自身的运行状态直接关系到高速动车组的安全稳定运行。目前，动车组避雷器在运行过程中多次损坏，研究避雷器的检修技术迫在眉睫。
2.避雷器工作原理
动车组金属氧化物避雷器主要由硅橡胶复合外套、芯体、接线端子和法兰组成。铁芯采用具有优良伏安特性的氧化锌电阻，避雷器外罩采用憎水性强的硅橡胶制成，可保护线路分、合闸引起的雷电冲击或过电压对车辆变压器等设备绝缘的影响，具有自我恢复功能。该避雷器具有体积小、重量轻、抗污染能力强的特点。避雷器配有具有良好非线性伏安特性的电阻器。当系统发生过电压时，避雷器电阻低，吸收过电压能量，将被保护电气设备上的过电压限制在允许范围内，从而保护电气设备绝缘不受过电压损坏。在电力系统正常工作电压下，避雷器电阻较大，只有微安级的泄漏电流流过避雷器，与系统起绝缘作用。CRH380型动车组采用无间隙外套管金属氧化物避雷器，其结构如图1所示。
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图1避雷器结构图
3.避雷器故障分析
动车组运行过程中，避雷器出现烧蚀和泄压现象。以下是yh10wt- 42/105避雷器故障的一个例子。
3.1.1避雷器故障概况
（1）避雷器高压端的五金件有《释放》标志烧损严重，螺栓安装处也有轻微烧损，可能是此处放电所致。（2）避雷器的泄压作用是在产品预留的泄放口释放能量。外护套剥落后防爆口清晰，无裂纹。根据GB11032-2010中6.11短路试验，额定电压42KV及以上的避雷器应设置泄压装置，以验证避雷器的故障不会导致外壳的破碎。
3.1.2故障避雷器内部解剖情况
故障避雷器内部解剖避雷器内阻片不同程度损坏，高压电阻片损坏严重，低压电阻片轻微损坏。
3.2避雷器故障分析
根据避雷器的结构和功能，其故障形式为：避雷器内部受潮，避雷器氧化锌阀老化，避雷器在谐振过电压下频繁动作。
3.2.1避雷器内部受潮
避雷器内部受潮密封不良，导致内部受潮，内部绝缘性能下降。避雷器电阻在外周表面和内表面放电，放电能量强易导致避雷器开裂。产生潮湿的可能原因有：①避雷器两端密封不严，长期运行吸入水分；②充氮时带入水蒸气；③绝缘筒、绝缘棒未干燥、混合。
3.2.2避雷器氧化锌阀片异常老化
避雷器氧化锌阀片异常老化避雷器氧化锌阀片质量不高，使用过程中老化快，泄漏电流大，引起发热、循环恶化，甚至导致避雷器开裂。避雷器异常老化的可能原因有：①各电阻的缺陷及电阻性能的异常降低；②长期谐波过电压；③电位分布不均。
3.2.3在谐振过电压下，避雷器频繁工作的供电区段发生高频谐振，内部积聚大量热量，导致避雷器开裂。
4.避雷器检修规程要求
针对以上可能导致避雷器故障的情况，优化了避雷器的检修程序，制定了一系列标准，确保避雷器正常工作
4.1外观检查
（1）对避雷器进行清洁，避雷器外观完好，螺栓连接牢固。（2）避雷器伞裙检修限度。（3）伞裙表面缺陷：同一避雷器伞裙缺陷不超过5处，同一刀片缺陷不超过3处。同一叶片上有一处缺陷时，不应大于叶片面积的10%。当有2个缺陷时，它们不超过叶片面积的5%。当有3个缺陷时，它们不超过叶片面积的3%。（4）伞群缺陷间隙：伞裙间隙不大于5，同一片叶片不大于2。当同一刃口为1时，沿圆周方向的缺陷长度不应大于50mm。当同一刀片上有两个缺口时，缺陷沿圆周的长度小于20mm。径向切口的长度不应超过10mm。（5）伞裙裂纹：伞裙根部无裂纹，沿径向伞裙边缘无贯通裂纹，伞裙切向贯通裂纹不大于20mm。其他贯通裂缝不合格。（6）避雷器支架及连接母线无裂纹、损伤。（7）避雷器安装完毕后，检查固定紧固件及电气连接，无松动。
4.2电气性能测试
（1）直流参考电压U1mA用于检测施加在避雷器上的直流电压。当流过避雷器的电流为1毫安时，读取电压值U1毫安超过57千伏。（2）直流泄漏电流检测在避雷器两端施加0.75倍直流参考电压U1mA，通过避雷器的泄漏电流小于50μA。（3）在工频参考电压试验中，在避雷器两端施加工频交流电压。当流过避雷器的电流为1毫安时，所读取的工频参考电压有效值大于37千伏。（4）用直流2500V兆欧表进行绝缘电阻测试，绝缘电阻值大于1000MΩ。（5）将施加在避雷器上进行局部放电试验的工频电压升至额定电压并保持2～10s，再降至避雷器连续工作电压的1.05倍，测得内部局部放电不大于10pc。
5.避雷器电气性能实测
实际测量避雷器电气性能选用6只避雷器，分别进行以下电气性能试验，试验项目见附表。根据《避雷器研究试验大纲》的要求，按检验依据中规定的性能试验对所有试验项目进行全面检验，检验结果应符合检验依据，性能试验合格。
6.结束语
随着CRH380型动车组数量和里程的增加，动车组的检修进入高峰期。我们需要在今后的检修过程中不断总结和积累检修经验和基本技术数据，通过不断的研究改进和各种试验验证，优化检修标准，降低动车组检修成本。
参考文献
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论文作者:刘涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/20
标签：避雷器论文; 车组论文; 过电压论文; 电压论文; 电阻论文; 缺陷论文; 氧化锌论文; 《基层建设》2019年第31期论文;