10kV配网避雷器的运行状态与实践探究

孙春

摘 要：10kV配网系统是配电的重要环节，做好其防雷保护才能最大程度地发挥其优势性能，近年来，配网避雷器雷击故障常发，为整个配网系统的运行带来了不良影响。本文分析了10kV配网避雷器的安装与保护防范，并以试验的方式来检测其运行状态。

关键词：10kV配网避雷器；运行状态；试验；检测

中图分类号：TM863 文献标识码：A

10kV配网避雷器运行中由于受到多种因素的影响难免会出现多种故障和问题，加大对避雷器运行状态的检测，通过检测发现其中存在的问题，才能有针对性地采取措施来解除故障、解决问题，提高避雷器运行质量，恢复其健康的运行状态。

一、配网避雷器的安装与保护

1.常见的避雷器类型

避雷器有多种类型，根据其功能作用以及配设的地点通常包括配电避雷器、电站避雷器以及线路避雷器等，而且它常常和脱离器同步使用。根据外套材料特点又包括复合外套避雷器与瓷外套避雷器。

2.安装方法

配网避雷器实际安装过程中需要重点把握以下两大点：首先，直立安装。通过下电机螺栓将避雷器牢固地装在支撑性角钢的上方与下方，电极中引出接地线从而让避雷器更加安全地接地，控制接地线的长度；其次，杜绝将避雷器用作支撑绝缘子，其中上方引线应该选择铜线，长度一般在6mm～9mm，而且要达到一定的弧度。再次，要尽量将避雷器设置于保护设备附近。最后，为了能够确保变压器安全，就要控制其同避雷器之间的距离，要在5m以下。同时，将低压避雷器配设于变压器低压端，以此来控制正向、反向调换而造成过电压现象，要保护变压器安全。

3.保护策略

配网所配置的避雷器通常是面向变压器和柱上开关，以及相关计量设备、电缆等，避雷器也负责保护线路，为了充分发挥避雷器的保护性功能，应该让他和被保护对象并列配设，而且要本着就近的原则进行安装。

4.故障成因分析

导致配网避雷器故障的原因有很多种，其中雷击故障、过电压等是主要因素，达到总故障的55.4%，电流泄漏、绝缘壳受损以及线路断裂等则次之，也达到事故总数的28.3%，具体的故障成因可以参照表1。

通过分析表1看出，此地配网中避雷器受损多数是避雷器爆炸所导致的，而且电流泄漏也是一大问题，同时，还有其他因素也会造成配网避雷器故障。

从众多的配网避雷器安装实践来看，多数能够根据相关的技术规范、流程等进行安装和操作，然而，依然出现很多问题，例如：避雷器接地线超出了常规数值，因为电感导致的电压上升，无法达到预期的防雷目标，同时，一些避雷器的安装部位不太准确，偏离了受保护对象，达不到预期的保护目标，变压器的低压端缺少避雷器的保护，使得一些用户无法受到保护，雷击天气常发雷击故障。

二、10kV配网避雷器运行状态下的性能测试

按照国家行业内部的相关规定，按照不同的结构类型来选择出80多种避雷器，同时，对应选出五个类型的电阻片来负责测量相关参数，进行了电流冲击性试验、电阻片性能检测等，从中分析了现阶段10kV避雷器的运行状态，以及其中的问题隐患，经过实验得出，10kV避雷器整体上的电流承受能力有限，无法达到预期的合格水平，从而为其日常功能的发挥带来了困难。用4/10us的放电电流来测试避雷器，检查其对于雷击的承受能力，经过多重实验，对于10kV配网避雷器所需具备的各类参数统计见表2。

经过对13种类型的避雷器的试验，发现10kV配网避雷器的电流冲击承受能力较差，综合分析多方因素，总结出下面几大原因：

1.避雷器结构有待优化

通过试验得出，10kV配网避雷器无论是整个的电阻片，还是单个电阻片在承受4/10us电流冲击过程中，有着一定差距，容易出现侧面外闪等问题，这就说明10kV避雷器在结构方面依然有待优化和改善。

2.电阻片承受电流能力有限

虽然实验过程中所采用的电阻片都出自正规厂家，然而，实际使用过程中依然存在多种质量问题，例如：直径为35mm的电阻片无法承受65kA的电流，实际调查过程中也发现现阶段，更多的10kV避雷器多采用了直径小于35mm的电阻片，然而，这样无疑加剧了其对电流承受的负担。

3.接地电阻的科学控制

电力系统中工作接地电阻不能超过4Ω，安全工作接地电阻也要在4Ω以下，重复接地的接地电阻要在10Ω以下，独立避雷器的接地电阻不大于10Ω，配电所母线上阀型避雷器的接地电阻也应在5Ω以下。

三、10kV避雷器其他性能试验探究

1.密封度试验

将3个已经多年使用的避雷器用内含0.1%盐分的沸水煮，再将它们放在正常室温下，使其温度降低到室内常规温度，发现这三个避雷器的外观保存完好，没有任何裂痕，但是，测试观察其漏电流量，则都在600uA以上，这就意味着避雷器的密封性完好，同时，拿来3个尚未启用的避雷器采用相同的实验方法，也得到了类似的实验结果，说明避雷器有着良好的密封度。

2.老化性能检测

（1）外套老化检测

拿出两个新避雷器，采用起痕与电蚀实验的方法，并在其上方持续试验1000h，并施加运行工频电压Uc，而且反复断开6次电源，各个试验品也经历了过流中断，未发现外套裂痕、变坏等现象，这就意味着避雷器外套达到了规定的老化控制标准。

（2）电阻片检测

选择三大电阻片，它们来自于相同厂商，有着相似的性能且大小也基本相同，对这3只电阻片同步添加工频电压，而且经历了人工性的老化试验，结果得出了他们的老化系数，各自为：0.92，0.97，1.03等，这说明新电阻片的老化程度能够接受，未发生严重的老化问题。

3.外套憎水性检测

选择4个多年使用的避雷器，各自截取其接地端、中端、高压端等来检测其外套的憎水性，分别从憎水性的减弱性、恢复性、迁移等方面加以检测，选择分等级喷水方法，同时，把绝缘子放到水内96h，取出以后得出的憎水性属于避雷器外套憎水性减弱特征。同时，把含有NaCl和灰的脏污物质放到伞裙表层，同时，将其放到无污染的容器中，最后所得的憎水性为避雷器外套憎水性的迁移性特点。经过综合性实验得出结论，避雷器外套憎水性依然有待改进和提升。

4.机械性能检测

按照特定的电压规格要求，选出7个特殊的避雷器，牢固该避雷器的底端，同时在其上方添加400牛的负荷长达10s，经过此次实验以后，再次测量此避雷器的电压以及局部放电量，最终得出所选的这几个实验品他们的直流参考电压的变化率都符合规定标准，总体上它们的机械性能较强。

根据以上多重实验以及日常工作实践能够总结出配网避雷器故障的诱因主要在于：高强雷电的频发，使得避雷器无法承受过电流与过电压，导致避雷器发生破损、断裂等现象，同时，避雷器电阻片也可能存在一些问题，由于所采用的电阻片直径尺寸较小，达不到预期的标准，再加上避雷器自身结构出现多种问题，避雷器结构亟待优化，同时，如果避雷器自身的密封度达不到标准，也可能导致其内部绝缘受损，电阻片潮气过重等，日常运行中需要加大对避雷器密封度的检查，同时，避雷器由于所处环境较为复杂，可能遭受多种外力袭击，也是引发其故障的一大因素。

结语

经过本次实验得出，对于10kV配网系统来说，避雷器的选型、安装模式等都可能影响其故障率，实际的避雷器选配过程中要注意电阻片直径大小的把握，同时，也要检测其电流耐受性能，确保其能够达到65kA以上的电流，同时，也要加大对避雷器结构的优化力度，提高其密封性，从而提升其性能质量。

参考文献

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