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氧化鋅避雷器的技術發展以及事故案例分析

發布時間:2021/4/26 9:18:51

我國氧化鋅避雷器的研制已有數十年,但大規模量產、運用氧化鋅避雷器,則1985年今后的事。最初一方面是原水電部大量進口原裝氧化鋅避雷器另一方面制作廠也進口元器件組裝產品。這些產品很快地占據了國內部分市場尤其是在高壓、超高壓電網及新投入的變電站中幾乎均選用了氧化鋅避雷器。現在我國氧化鋅避雷器的出產已具有一定規模,并基本上實現了全國產化制作水平已達到了70時代末80時代初的世界水平產量也能滿意國內市場的需要。

但是各廠的制作水平高低不齊第一引入氧化鋅避雷器制作技術和設備的廠家。掌握了較先進的工藝和現代化設備能力大規劃產高水平、高電壓等級的避雷器。總計可出產標準型閥片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。

自行發展具有較現代化制作設備的廠家這類廠家初具出產規劃掌握定的先進工藝設備雖未引入國外制造工藝,但基本上已經走上了先進工藝道路:噴霧造粒、地道爐燒成可認為初步具有出產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能。這類廠家的產品水平取決于自身技術隊伍及工人的本質。選用振蘑工藝、實驗室手藝作坊式出產廠家這類廠家處于小規劃出產位置利用氧化鋅避雷器領域的第一代設備(振磨機、人工混料、手藝造粒、箱式電爐燒成)進行出產。由于工藝滯后出產效率低水平有限。雖然也能制作一些高水平產品但從微觀上看產品質量距離性大。然而這類工廠雖然設備簡陋但從產品設計上有所突破彌補了閥片水平的不足近年也出產出水平較好的、受電力部門歡迎的中低壓避雷器。如近年誕生的帶串聯間隙氧化鋅避雷器就是一個例子。兩廠一所引入了國外技術,客觀上推動了職業領域的提升。選用先進的工藝道路不只可以大規劃工業化出產還可保證質量。這些工藝流程是當今氧化鋅避雷器工藝發展的主流,應當盡快推廣運用。

運轉情況和事故原因

因為近幾年氧化鋅避雷器投入大面積的運轉收到了明顯的效果。例如提高系統的絕緣水平尤其是50kv體系其基準絕緣水平由碳化硅避雷器時代的1550kv降至1425kV。但是某些廠家出產的產品質量差運轉中事端率太高給運用部門帶來一些麻煩和不必要的經濟損失。這次兩部聯合調查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運轉廠家進行了深入的調查。據調查組造訪搜集的資料計算(截止1988年3月)我國出產110kV及以上電壓等級氧化鋅避雷器共計2549臺其間110kV1729臺220kV722臺330kV69臺。電力部門還自行引入購買一些產品。截止1987年底共產生事16項,其間國產氧化鋅避雷器12項,進口原裝4。有關110kv及以上氧化鋅避雷器的出產和運轉事端計算見表

 

 

:()內為未投入運行的臺數由表1看出110KV以上電壓等級氧化鋅避雷器的事故率還是偏高的。如按110kv以上電壓等級氧化鋅避雷器總產量的50%、投運一年計算其事故率大約為11/百臺左右。如再計入運行中不合格的淘汰率、返修率其事故率還需加大3倍。但是作為一種換代的新產品運行初期的這一故障率可以理解。另外籠統看來事故率偏高而對各具體廠家來說產品質量的差異引起事故率的差異也不盡相同。有的廠家直到調查組到達為止還未發現任何避雷器出現事故也未看到水電部任何部門的事故通報及信息。從表1廠家共生產氧化鋅避雷器1000多臺而僅損壞2(2臺中還有一起是由于操作方式不當引起的。所以這些廠家的產品理所當然會得到電力部門使用者的信賴。相反某些工廠生產的氧化鋅避雷器其事故率很高。有些工廠誤認為把氧化鋅閥片往瓷套中一塞就是產品根本沒有完善健全的工藝控制及必要的安裝條件致使避雷器頻繁爆炸從而被使用部門拒絕使用。從調查組收集到一些廠家的事故報告及事故現場殘骸的分析看出16起氧化鋅避雷器運行事故中14起是由進口閥片組裝的產品和進口的原裝產品而且大多數事故發生在無雷擊無操作的工況下。在成都地區有一相避雷器投運后僅帶電30分鐘就發生了事故另外有六臺產品運行不足三個月也發生了事故。經分析這些事故避雷器所用閥片都是進口的閥片甚至產品芯體零部件及防爆裝置都是進口的。相對而言水平暫時遜色的國產閥片及國產零部件組裝的全國產化氧化鋅避雷器幾乎很少發生事故(個別小廠除外)。氧化鋅避雷器發生事故的具體原因有如下幾種:

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安裝過程中元件或環境中帶入水分。兩種途徑產生相同的結果。從事故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過后的放電斑痕。而在瓷套內壁或閥片側面卻有明顯的閃絡痕跡在金屬附件上有銹斑或鋅白這就是產品受潮的證明。從本次調查中我們發現導致事故的某些原因是極易克服和避免的但卻沒有引起高度重視。例如某廠曾將多臺運行不足三個月的產品進行現場帶電檢測發現產品的泄漏電流嚴重增大不得不將其運回工廠返修。經解體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.運行部門操作不當北京地區房山變電站及唐山變電站發生的兩起事故是在變壓器與系統分開、中性點不接地的工況下沒有合中性點臨時接地開關因操作致使氧化鋅避雷器損壞的。無間隙氧化鋅避雷器的工頻過電壓耐受能力有限加之選用避雷器偏低因此在過電壓作用下連續動作最終發生熱崩潰而損壞。除了上述四點原因外還有一些至今尚未完全暴露而值得與制造廠及使用者商榷的問題:

3.芯體用拉桿的結構、材質、耐壓不合要求從事故產品解體分析發現由于進口閥片電位梯度高使芯體有效高度比瓷套高度短40mm左右而某廠卻采用一段金屬管集中短路這就使瓷套內腔的有效爬電距離僅有50~60omm。在這樣短的絕緣距離下設計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材料使用前又未作耐壓試驗。種種因素聚合使其在運行中僅因拉桿擊穿引起內閃就發生多起事故。前述成都地區投運30分鐘發生的一起事故分析是拉桿閃絡引起的。

4.芯體散架使用三根拉桿固定閥片當芯體上的壓力彈簧壓縮量不夠理想時在運輸或受機械振動后閥片則容易自行掉出拉桿使芯體“散架”。相反若采用四根拉桿空檔的弦長可縮短23%閥片就不容易自動掉出了。

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