摘要：由于近几年来的环境条件不断劣化，雷击引起的输电线路跳闸故障也日益增多，不仅影响了设备的正常运行，而且在很大程度上影响了日常的生产、生活。纵观全国，几乎每年都会发生雷击线路跳闸事故，雷击已成为影响输电线路安全可靠运行的最主要因素。
本项目通过研究开避雷器实时有效性可视化检测装置能够便捷判别避雷器工作状态，及时发现避雷器隐患。通过项目实施，提高日常线路维护工作的自动化、智能化水平，减轻一线人员工作负担，保证输电线路生产安全。
关键词：避雷器；防雷；跳闸；雷电泄流
概述
避雷器是用来防止雷电侵入波、线路过电压或内部过电压对电气设备造成危害，并把过电压限制在电气设备绝缘的耐受冲击电压水平以下的一种电气设备。避雷器并联接在被保护设备上，使设备免遭由过电压引起的绝缘击穿损坏事故。如果避雷器存在缺陷或者故障，不仅起不到保护作用，还会影响其它设备的正常运行，甚至酿成事故。有统计表明，受潮缺陷是造成避雷器异常和事故的主要原因，不同型式的避雷器由于结构不同，其在正常状况和受潮缺陷下的发热特征也不同。
对于运行中的各类避雷器，利用实时有效性可视化检测装置对其进行检测和比较，对其进行可视化分析和诊断具有独特的有效性和灵敏性对保证电网的安全运行是至关重要的，其经济效益和社会效益十分可观。
研究概况
本项目通过研究开避雷器实时有效性可视化检测装置能够便捷判别避雷器工作状态，及时发现避雷器隐患。通过项目实施，提高日常线路维护工作的自动化、智能化水平，减轻一线人员工作负担，保证输电线路生产安全。
项目研究的背景
避雷器在正常工作的时候，由于受潮、断裂、老化等原因会出现发热的现象。当设备产生缺陷时，发热将会加剧或者出现异常。若不及时处理，任由其演变和发展，最后必将恶化导致事故的发生。避雷器的检测试验，目前有两种方式:停电试验和在线检测。本装置使用雷电流旁路原理结合变色装置实现避雷器的有效性检测，具有不停电、不接触，准确、直观、灵敏度高等优点，对保证电网安全运行和提高设备运行可靠率有重要作用。
目前使用的避雷器有以下四种类型：
1.保护间隙避雷器；
2.管式避雷器；
3.阀式避雷器，包括普通阀式避雷器（FS型和FZ型）与磁吹式避雷器（FCZ型和FCD型）；
4.金属氧化物避雷器，也称无间隙避雷器。
目前，电力系统所使用的避雷器主要为金属氧化物避雷器（以下简称MOA），由于避雷器在应对线路过电压起着重要的作用，故其在输配电线路上得到广泛应用。避雷器故障损坏大部分是因为遭受雷击、外部污闪或自身质量问题。
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避雷器遭受雷击后，可能会由于本次雷击产生的过电压直接导致内部氧化锌电阻片炸裂，或者由于多次雷击产生的累积效应，使避雷器绝缘受到损坏，进而造成绝缘筒爆裂；若避雷器安装运行在污秽物较多的地区，当其表面伞裙积聚的污秽足够多时，在雨雾天气容易形成沿面放电，导致污闪；避雷器自身质量问题，如密封缺陷导致内部受潮，容易发生热击穿。
污秽对避雷器外绝缘的影响是显著的，而且污秽愈严重，对其外绝缘的影响也就愈大。复合外套避雷器在污秽情况下产生的闪络放电和老化过程，可以描述成积污、受潮、局部放电及局部电弧发展引起污闪等4个过程。这些过程重复、交替出现，使避雷器复合外套产生起痕、电蚀，长期持续下去，老化就会快速发生。
目前，在大多数情况下，线路避雷器多采用复合外套MOA，下面将从避雷器的电阻片特性和密封性能两方而来展开对避雷器的故障分析。
从理论上说，氧化锌电阻片老化是影响避雷器寿命的重要因素。非线性氧化锌电阻片的泄流能力强，通流容量大，容易吸收能量，电阻片的升温快，加速了避雷器的老化。不难看出，虽然氧化锌的非线性特性对线路防雷起到了很好的保护作用，但在某种程度上来说，是以牺牲自身寿命为代价的。在MOA运行到其产品寿命的后期，电阻片劣化造成泄漏电流上升，甚至会造成复合外套内部放电，严重时避雷器内部气体压力和温度急剧增高，引起本体爆炸。
本装置基本原理基于雷电流泄流旁路原理实现，雷电流经避雷针尖端引入，经过避雷针内部结构最终进入大地。部分雷电流经过旁路导入可视化指示装置，每次导入均会对可视化指示其中的硅油与染料激发化学反应，当旁路雷电流瞬时或累计达到一定值时：可视化指示装置将完全变为红色。一次警告检修人员该避雷针已经遭受较大或较密集雷击需要更换，即使其没有发生表面炸裂，但其内部已经基本失效。本可视化指示装置是实时有效性，可视化检测装置的核心器件，由上端链接柱、下端链接柱、反应药剂储存容器、可视化区域组成。其中上端链接柱、下端链接柱分别使用金属卡具分别连接在避雷器上端与铁塔角钢上。反应药剂储存容器中储存的硅油与染料激发化学反应，其结果将以深浅颜色反映在可视化区域上。进而实现直观了解分析避雷器内、外部具体故障情况的作用。
结论
过理论研究和现场实现，积累大量数据和经验，分析数据的可靠性和可信度，完善系统，并通过本项目的开展实现避雷器检测方式发生颠覆性的改变。对于运行中的各类避雷器，利用实时有效性可视化检测装置对其进行检测和比较，对其进行可视化分析和诊断具有独特的有效性和灵敏性对保证电网的安全运行是至关重要的，其经济效益和社会效益十分可观。
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论文作者:李萌,于瞳阳,孙伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/1
标签：避雷器论文; 过电压论文; 装置论文; 线路论文; 雷电论文; 有效性论文; 氧化锌论文; 《电力设备》2018年第30期论文;