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氧化鋅避雷器的生產運行情況與事故分析

發布時間:2022-5-4 9:30:16

我國氧化鋅避雷器的研制已有數十年,但大規劃量產、運用氧化鋅避雷器,則是1985年往后的事。最初一方面是原水電部許多進口原裝氧化鋅避雷器,另一方面制作廠也進口元器件拼裝產品。這些產品很快地占有了國內部分商場,尤其是在高壓、超高壓電網及新投入的變電站中,簡直均選用了氧化鋅避雷器?,F在,我國氧化鋅避雷器的出產已具有必定規劃,并基本上完成了全國產化,制作水平已抵達了70年代末80年代初的世界水平,產值也能滿意國內商場的需求。

可是各廠的制作水平高低不齊,第一類是引入了氧化鋅避雷器制作技能和設備的廠家。把握了較先進的工藝和現代化設備,有才干大規劃產出高水平、高電壓等級的避雷器??傆嬁沙霎a標準型閥片29萬片,折合出產標準型110kv級產品9000臺左右,基本上滿意國內110kV以上高壓氧化鋅避雷器的要求。這些廠家現在仍然是我國避雷器出產的主導力量。

自行打開具有較現代化制作設備的廠家這類廠家初具出產規劃,把握必定的先進工藝設備,雖未引入國外制作工藝,但基本上現已走上了先進工藝的路程,如:噴霧造粒、地道爐燒成,能夠為初步具有出產110kv以下高壓氧化鋅避雷器、批量出產中低壓氧化鋅避雷器的才干。這類廠家的產品水平,取決于本身技能部隊及工人的實質。選用振蘑工藝、實驗室手作業坊式出產廠家這類廠家處于小規劃出產方位,運用氧化鋅避雷器范疇的第一代設備(振磨機、人工混料、手工造粒、箱式電爐燒成)進行出產。由于工藝滯后,出產功率低,水平有限。雖然也能制作一些高水平產品,但從微觀上看,產品質量間隔性大??墒沁@類工廠雖然設備簡陋,但從產品規劃上有所突破,彌補了閥片水平的缺少,近年也出產出水平較好的、受電力部分歡迎的中低壓避雷器。如,近年誕生的帶串聯空位氧化鋅避雷器便是一個比如。兩廠一所引入了國外技能,客觀上推動了作業范疇的進步。選用先進的工藝路程,不只能夠大規劃工業化出產,還可確保質量。這些工藝流程,是當今氧化鋅避雷器工藝打開的干流,應當盡快推廣運用。

作業情況和事端原因

由于近幾年氧化鋅避雷器投入大面積的作業,收到了明顯的作用。例如行進了系統的絕緣水平,尤其是50kv系統,其基準絕緣水平由碳化硅避雷器年代的1550kv降至1425kV??墒?,某些廠家出產的產品質量差,作業中事端率太高,給運用部分帶來一些費事和不必要的經濟損失。這次兩部聯合查詢組歷時五個多月,對華東、西北、西南、東北、北京、中南等區域的首要制作和作業廠家進行了深化的查詢。據查詢組訪問收集的資料核算(截止19883),我國出產110kV及以上電壓等級氧化鋅避雷器合計2549臺,其間110kV1729臺,220kV722臺,330kV69臺。電力部分還自行引入購買一些產品。截止1987年末,共產惹事端16項,其間國產氧化鋅避雷器12項,進口原裝4項。有關110kv及以上氧化鋅避雷器的出產和作業事端核算見表


:()內為未投入作業的臺數由表1看出,110KV以上電壓等級氧化鋅避雷器的事端率仍是偏高的。如按110kv以上電壓等級氧化鋅避雷器總產值的50%、投運一年核算,其事端率大約為11/百臺左右。如再計入作業中不合格的篩選率、返修率,其事端率還需加大3倍??墒?,作為一種換代的新產品,作業初期的這一故障率能夠了解。其他,抽象看來事端率偏高,而對各詳細廠家來說,產品質量的差異,引起事端率的差異也不盡相同。有的廠家直到查詢組抵達中止,還未發現任何避雷器出現事端,也未看到水電部任何部分的事端通報及信息。從表1中看出,某廠家共出產氧化鋅避雷器1000多臺,而僅損壞2(2臺中還有一起是由于操作辦法不當引起的。所以,這些廠家的產品,天經地義會得到電力部分運用者的信任。相反,某些工廠出產的氧化鋅避雷器,其事端率很高。有些工廠誤以為,把氧化鋅閥片往瓷套中一塞便是產品,根本沒有完善健全的工藝操控及必要的設備條件,致使避雷器一再爆炸,然后被運用部分拒絕運用。從查詢組收集到一些廠家的事端陳述及事端現場殘骸的剖析看出,16起氧化鋅避雷器作業事端中,14起是由進口閥片拼裝的產品和進口的原裝產品,而且大多數事端發生在無雷擊無操作的工況下。在成都區域,有一相避雷器投運后僅帶電30分鐘就發生了事端,其他有六臺產品作業缺少三個月也發生了事端。經剖析,這些事端避雷器所用閥片都是進口的閥片,乃至產品芯體零部件及防爆設備都是進口的。相對而言,水平暫時差勁的國產閥片及國產零部件拼裝的全國產化氧化鋅避雷器,簡直很少發惹事端(單個小廠在外)。氧化鋅避雷器發惹事端的詳細原因有如下幾種:

1.產品受潮產品受潮有兩個途徑:一是氧化鋅進雷器密封不良或漏氣,帶進潮氣或水分抓二是氧化鋅避雷器密封良好,卻由設備過程中元件或環境中帶入水分。兩種途徑發生相同的作用。從事端產品的殘骸看出,氧化鋅閥片沒有通流痕跡,閥片兩端噴鋁面沒有發現大電流通往后的放電斑痕。而在瓷套內壁或閥片旁邊面卻有明顯的閃絡痕跡,在金屬附件上有銹斑或鋅白,這便是產品受潮的證明。從本次查詢中,咱們發現導致事端的某些原因是極易打敗和避免的,但卻沒有引起高度重視。例如,某廠曾將多臺作業缺少三個月的產品進行現場帶電檢測,發現產品的泄露電流嚴峻增大,不得不將其運回工廠返修。經潰散發現產品內部受潮,而把芯體(閥片、絕緣桿件等)進行烘干處理后,閥片的參數及絕緣件性能又恢復如初。

2.作業部分操作不當北京區域房山變電站及唐山變電站發生的兩起事端,是在變壓器與系統分隔、中性點不接地的工況下,沒有合中性點暫時接地開關,因操作致使氧化鋅避雷器損壞的。無空位氧化鋅避雷器的工頻過電壓耐受才干有限,加之選用避雷器偏低,因而在過電壓作用下連續動作,終究發生熱潰散而損壞。除了上述四點原因外,還有一些至今沒有完全暴露,而值得與制作廠及運用者商討的問題:

3.芯體用拉桿的結構、原料、耐壓不合要求從事端產品潰散剖析發現,由于進口閥片電位梯度高,使芯體有用高度比瓷套高度短40mm左右,而某廠卻選用一段金屬管會集短路,這就使瓷套內腔的有用爬電間隔僅有50~60omm。在這樣短的絕緣間隔下,規劃者偏偏又選用了工藝質量差、有氣孔的ABS工程塑料作拉桿,加上拉桿資料運用前又未作耐壓實驗。種種要素聚合,使其在作業中,僅因拉桿擊穿,引起內閃就發生多起事端。前述成都區域投運30分鐘發生的一起事端,剖析是拉桿閃絡引起的。

4.芯體散架運用三根拉桿固定閥片,當芯體上的壓力彈簧緊縮量不行志趣時,在運輸或受機械振動后,閥片則簡略自行掉出拉桿,使芯體散架。相反,若選用四根拉桿,空檔的弦長可縮短23%,閥片就不簡略自動掉出了。


先進性與可靠性的對立對任何產品,不只著重應具有先進性,也不能疏忽可靠性。產品的技能決策人或規劃者,應清楚地把握本部分的閥片水平(不只是研討水平,更首要的是批量出產水平),對國外進口閥片也理應如此。要下降避雷器的保護水平,應從必要性和可能性中選擇。是從絕緣協作視點考慮必要性,仍是僅僅由于競賽有必要下降避雷器的保護水平從絕緣協作視點剖析:GB311有關規定,我國絕緣協作基本上以SIC普閥式避雷器為基礎。以110kV為例,一變壓器雷電基準絕緣水平BIL=450kv,SIC普閥式避雷器保護水平(殘壓)326kV,則協作系一數為1.38,這一水平已為電力部分接受。而要使氧化鋅避雷器抵達磁吹避雷器的保護水平,殘壓應降為260vk,協作系數為1.75。一在變壓器絕緣水平不下降的情況下,是否有必要將殘壓進一步降為248kv或更低呢?這一點連水電部分一些有識之士也以為必要性不大,況且在閥片穩定性不十分志趣時,、將殘壓降得過低,實質上是把避雷器推至危險的邊緣。例如,有些廠家的產品,在參看電壓下的參看電流,在夜間電網不堅定較大時,就極易發生過載而導致熱崩。某作業廠家假如選用比工頻參看電壓高5%110kV氧化鋅避雷器,該產品如原本可耐受某一工頻過電壓1秒,則現在可行進為10~50秒,或許就不致于發生北京兩臺產品損壞的事端。其他,國外聞名公司出產的氧化鋅避雷器,并不象宣揚的那么先進。某研討所赴日立公司實習的同志,親眼看見該公司拼裝的SF。500kv氧化鋅避雷器,其20kA下的殘壓為132okv(比我國sookV氧化鋅避雷器的殘壓高許多)。也便是說,運用間隔性箱式電爐、手工造粒等工藝是不能制作出高水平的氧化鋅避雷器的。2.電位散布均勻性問題按IEc有關規定,在未采用有用辦法改進電位散布條件下,產品每增高lm,電位散布不均勻系數增大3%,這意味著產品荷電率行進3%。經實測及核算作用標明,220kv氧化鋅避雷器電位散布不均勻系數可調整為5~20%。其他,由查詢還得知,已發現正作業的一些sookV氧化鋅避雷器(進口原裝產品)的上節元件U,二*均勻下降5%左右(并有一相因上節U:、下降超過10%而退出作業),而下節元件不變。這便是毛位散布不均勻引起產品老化的證明??梢?,國外進口氧化鋅避雷器相同存在這些問題。假如該產品殘壓又較低,則埋伏損壞的危險性,并能夠預見產品壽數必定縮短。

3.避留器的均一性三、對行進產品質量的主張

(1)行進閥片的穩定性和高荷電率下的抗老化才干。閥片制作應更多地選用機械化自動化設備,減少手工操作帶來的人為隨機要素。行進閥片的均一性。高度重視產品結構規劃、密封、設備環境等抉擇產品質量的要素。

(2)主張出產110kV電壓等級及以上產品的廠家,有必要具有必要的工藝條件(:噴霧造粒機、地道爐)及完善的實驗設備(出力抵達110kV產品實驗要求,實驗滿意度70%以上),產品須經國家級檢測中心型式實驗,并由機械電子工業部及能源部贊同、聯合斷定通往后,方可投產及作業。

(3)行進作業人員的技能水平,根絕操作人員在非同期合閘時,對分隔的變壓器中性點未采用暫時接地辦法,引起工頻過電壓損壞氧化鋅避雷器的相似事端再發生。

(4)帶電監督檢測,有用把握、操控產品質量。在阻性電流查驗儀暫不完善條件下,可選用丈量總電流值作參看的辦法。但應當加快研制、供給完善的阻性電流查驗儀,廣泛檢測保護知識。詳細查驗辦法與磁吹避雷器相同,其電流參看值參見表2

3.避留器的均一性三、對行進產品質量的主張(l)行進閥片的穩定性和高荷電率下的抗老化才干。閥片制作應更多地選用機械化自動化設備,減少手工操作帶來的人為隨機要素。行進閥片的均一性。高度重視產品結構規劃、密封、設備環境等抉擇產品質量的要素。(2)主張出產110kV電壓等級及以上產品的廠家,有必要具有必要的工藝條件(:噴霧造粒機、地道爐)及完善的實驗設備(出力抵達10kV產品實驗要求,實驗滿意度70%以上),產品須經國家級檢測中心型式實驗,并由機械電子工業部及能源部贊同、聯合斷定通往后,方可投產及作業。(3)行進作業人員的技能水平,根絕操作人員在非同期合閘時,對分隔的變壓器中性點未采用暫時接地辦法,引起工頻過電壓損壞氧化鋅避雷器的相似事端再發生。(4)帶電監督檢測,有用把握、操控產品質量。在阻性電流查驗儀暫不完善條件下,可選用丈量總電流值作參看的辦法。但應當加快研制、供給完善的阻性電流查驗儀,廣泛檢測保護知識。詳細查驗辦法與磁吹避雷器相同,其電流參看值參見表2女均一性也是影響產品質量的重要問題。在同一元件中,同一電位的兩片閥片,其電位的凹凸與閥片的電容量成反比。而閥片電容值與許多工藝要素有關,中選用工藝的手工操作多、隨機性大時,各片之間電容量則相差較大,當閥片電容量的標誰誤差大于某值時,這些閥片已難于用以拼裝高壓氧化鋅避雷器了。因除電位散布外,均一性差也是肪礙行進閥片實踐荷電率的又一不利要素,丈量時電網電壓有不堅定,嚴峻影響電流值丈量??墒侨绨l現某一臺氧化鋅避雷器漏電流忽然成倍地增長,或與附近氧化鋅避雷器產品比較相差甚遠時,則斷定該產品出現事端前兆,應及時處理。據經歷,新投入的氧化鋅避雷器,在第一個月應每周丈量一次,第二個月后可每月丈量一次,往后每半年丈量一次。選用日本進口阻性電流檢測儀時,應避免鉗表與地線直接接觸,而且電站攪擾較強,外表在不同方位時取得不同數值,所以應以測得的最小值為準(攪擾一般使電流丈量值增大)。四、結論特別在引入國外先進技能后,抵達70年代末80年代初的世界水平。(2)近期作業中氧化鋅避雷器事端較多,而事端避雷器首要是因閥片、零部件受潮,規劃失誤、缺少正規設備工藝條件及作業保護操作不當等要素形成。(3)處理避雷器作業事端,當時的關鍵應放在密封、設備工藝條件和改進產品結構方面。對有水平、有條件的廠家,應首先處理電位散布、均一性、高荷電率下的穩定性等問題。(4)氧化鋅避雷器制作工藝潮流是選用噴霧造粒、地道爐燒成、自動成型設備。(5)帶電檢測是確保氧化鋅避雷器安全、可靠作業的重要辦法之一。(1)我國氧化鋅避雷器經十年打開阻。onH750電器中的閥片接受最大的溫升,文〔6〕敘述了其首要特性,為在此電器中使電場強度沿閥片柱散布均勻,運用了大直徑大深度的屏蔽,電器的結構特點是沿瓷套內外表稠密安排高非線性閥片柱,因而其特征是徑向的比熱阻高。圖4標明了許多出產的onH1loylonH75oyl電器的電場強度、功率和溫升沿閥片柱的散布,在答應的周圍介質溫度下,沿閥片柱的最大溫升達gK,電器長時間在這種狀態下作業可導致大大縮短運用壽數(30%)。而在實踐周圍介質的溫度條件下,閥片最大溫升是極小的,因而由溫升而使壽數下降10-15%,這在規劃電器時應予以考慮。

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