摘要:本文针对一起220kV线路氧化锌避雷器放电现象进行了研究,通过解体检查发现是氧化锌避雷器存在的杂散电容使得电阻片电压承担分布不均,内部螺丝形成的放电尖端所致的电晕放电现象。
在高压电力系统中,避雷器主要起到限制电力系统过电压和保护电气设备的作用。目前,避雷器常用类型包括保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器等。通常,在配电网或线路、变电站的进线设置保护间隙来限制大气过电压;在220kV及以下电压等级发电厂或变电站系统中主要采用阀型避雷器或氧化锌避雷器来限制大气过电压和保护电气设备;在220kV及以上电压等级系统中还会采用阀型避雷器或氧化锌避雷器作为内部过电压或内部过电压后备保护措施。
阀型避雷器及氧化锌避雷器的保护性能直接影响到电气设备的绝缘水平,所以避雷器设备的性能对整个变电站或发电厂的安全稳定有至关重要的作用。
1 背景
某钢铁企业有两座220kV变电站,由电网经架空线向每站分别提供两路220kV电源,全部四路电源环网运行。每个变电站的220kV架空线进线部位均设置一组220kV氧化锌避雷器,布置如图1所示。
氧化锌避雷器处于室外架空线进线处,某日巡检时发现其中一条线路氧化锌避雷器上节的最后一个伞裙处有放电灼伤的痕迹,如图2所示。为保证该线路的供电安全,立即将该线路停电,并将该组氧化锌避雷器进行了更换。
2 氧化锌避雷器结构分析
氧化锌避雷器的主要组成部分为氧化锌材质的压敏电阻,每块制作完成的氧化锌压敏电阻都有一定的开关电压。在未受到过电压冲击的情况下,氧化锌压敏电阻阻值非常大,基本可视为绝缘状态。如果施加较大的冲击电压,氧化锌压敏电阻就会被击穿,阻值变得非常小,基本可视为是短路状态。当冲击电压消失或降低到一定程度时,氧化锌压敏电阻可恢复成高阻值状态。
氧化锌避雷器的组成结构一般为由串联的金属氧化锌电阻片构成的芯体、内绝缘及机械强度材料、外伞套材料、密封封胶及粘合剂、内部电极、屏蔽环及金具,具体结构如图3所示。本次故障位于图3的A点,即氧化锌避雷器上节最后一个伞裙部位。