10kV金属氧化锌避雷器的试验分析

区柏杰

摘要：由于近期某生产厂家10kV金属氧化锌避雷器故障频发，文章结合对未使用避雷器进行对比试验分析，通过本体绝缘电阻试验，直流参考电压及泄漏电流试验，阻性电流与全电流试验，局部放电试验和密封性试验，分析得出造成避雷器故障的原因主要是避雷器自身密封性能存在缺陷。

关键词：氧化锌避雷器：泄漏电流：局部放电：密封性试验；电气设备 文献标识码：A

中图分类号：TM862 文章编号：1009-2374（2017）03-0061-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.03.027

电气设备是整个电网系统中的核心设备，实际工作中要经受多方电压，例如工频电压、操作过电压、雷击过电压等，当这些电压综合作用于电气设备，电压过高，达到甚至高出设备的绝缘标准时，设备可能经不起过电压的破坏与打击，从而出现绝缘受损、设备损坏等问题。对此需要采用科学、有效的方法来保护电气设备，控制过电压对其带来的损害，在众多保护性设备中避雷器应该成为首选。用于保护电气设备免受雷击时高瞬态过电压危害，并限制续流时间，它对电力系统的安全运行起着十分重要的作用。

近期，本地区10kV线路连续发生多起某生产厂家10kV金属氧化锌避雷器故障事故，结合对未使用避雷器进行对比试验分析，通过本体绝缘电阻试验、直流参考电压及泄漏电流试验、阻性电流与全电流试验、局部放电试验和密封性试验，查找故障的原因。

1 检测依据

《局部放电测量》（GB/T 7354-2003）；《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB 50150-2006）；《现场绝缘试验实施导则：避雷器试验》（DL/T 474.5-2006）；《避雷器密封試验》（JB/T 7618-2011）；《广东电网公司金属氧化物避雷器技术规范》（S.00.00.05/Q100-0002-0909-6482）。

2 主要测试设备

主要测试设备如表1所示：

3 样品清单

本次试验15只10kV金属氧化锌避雷器样品，型号分别为：Y5WS-17/50、Y5W-17/50、Y5W-12.7/40，Y5WS-17/50、Y5W-17/50型持续运行电压13.6kV；Y5W-12.7/40型持续运行电压10.1kV。

4 检测项目

4.1 本体绝缘电阻试验

4.1.1 试验要求。采用2500V绝缘摇表，测量避雷器两端绝缘电阻值，要求测量值必须大于2.5GΩ。

4.1.2 试验结果。本次试验的15只10kV金属氧化锌避雷器样品绝缘电阻值（GΩ）试验结果均为合格，实测值均大于要求值≥2.5。

4.2 直流参考电压及泄漏电流试验

4.2.1 试验要求。对15只样品进行直流1mA参考电压及0.75倍直流参考电压下的泄漏电流试验，型号为Y5W-12.7/40的避雷器样品直流1mA参考电压应不小于20kV，型号为Y5W-17/50和Y5WS-17/50的避雷器样品直流1mA参考电压应不小于25kV，所有样品泄漏电流均不应大于50A。

4.2.2 试验结果。15只样品直流参考电压及泄漏电流均为合格，直流1mA参考电压（kV）实测值均大于要求值≥25；0.75倍参考电压下泄漏电流（A）实测值均小于要求值≤50。

4.3 阻性电流与全电流试验

4.3.1 试验要求。持续运行电流应不超过厂家提供的规定值。

4.3.2 试验结果。15只样品阻性电流与全电流均为合格，均没超过厂家提供的规定值。

4.4 局部放电试验

4.4.1 试验要求。在试品上施加工频电压，升至额定电压后保持2～10s，然后降到试品的1.05倍持续运行电压，测得的内部局部放电值不应超过10pC。

4.4.2 试验结果。15只样品局部放电量（pC）均为合格，实测值均小于要求值≤10。

4.5 密封性试验

4.5.1 试验要求。将避雷器水平浸入热水中，水面应高出避雷器最高点10～20cm，水温应高于试验环境温度45℃±5K。从避雷器浸入符合规定水温的水中开始计时至密封性试验完成的时间不应小于10分钟。避雷器的浸泡时间为4小时，如无连续性气泡溢出则视为合格（如开始有少量断续气泡溢出，但随后不再有气泡溢出，仍视为合格），如不能明确判断时，应重测避雷器直流参考电压、0.75倍直流参考电压下漏电流或泄漏电流，试验前后直流参考电压变化率不应大于5%，0.75倍直流参考电压下漏电流变化不应大于20A，泄漏电流变化不应大于10A。

4.5.2 试验结果。15只样品密封性试验只有5只合格，合格率为33.3%。

4.6 5项试验检测结果

5项试验检测结果如表2所示。

5 结果分析

对15只10kV金属氧化锌避雷器样品进行了5项试验，共10只样品检测结果为不合格，且均为密封性试验不合格，不合格率达66.67%。查找避雷器相关的试验记录及作业指导书，试验项目是本体绝缘电阻试验，直流参考电压及泄漏电流试验，阻性电流与全电流试验，没有密封性试验项目，生产厂家也没有密封性试验相关

数据。

ZnO避雷器作为重要的避雷器，实际运行中容易受到其所处环境温度的干扰，特别是冷热交替的条件下，周围空气处于循环性膨胀、收缩状态，这样最初的微小漏孔则将拓展、外扩，潮气也将逐渐渗入，引发避雷器受损。架设避雷器工作状态下其中某部件被潮湿所腐蚀，则将有大量电流外泄，如果潮气较重甚至可能造成内部放电现象，从而造成爆炸。将水体向避雷器中倾倒，过一会儿将发现电流泄漏量也处于浮动状态，通常会跟随加压时间来不断发生浮动，避雷器中的阀片因为有大量的水体侵入，必然将进一步加剧电流的泄漏。避雷器处于潮湿状态下，阻性电流也将迅速上升，这就意味着阻性电流不断上升是一个势不可挡的趋势，由此可以判断，ZnO避雷器故障的一大成因就在于其自身的密封度不佳。对此就必须对其加以预防，通常要采取预防性试验，以便第一时间找到电气设备中的问题，预防和控制电气设备所存在的故障和问题，从而维护电力系统的安全，就此作为配网系统、电气设备维护的方法和

手段。

参考文献

[1] 张诚.氧化锌避雷器试验方法的研究[D].东南大学，

2006.

[2] 王秉钧.金属氧化物避雷器[M].北京：水利电力出

版社，1993.

[3] 交流无间隙金属氧化物避雷器（GB 11032-2000）

[S].2000.

（责任编辑：蒋建华）