对于避雷器瓷套采用粘接工艺可靠性的研究

赛力克·巴合提 张晗 张强 刘开鹏

【摘 要】避雷器是过电压保护电器，当电网电压升高达到避雷器规定的动作电压时，避雷器动作，释放电压负荷，将电网电压升高的幅值限制在一定水平之下，从而保护设备绝缘所能承受的水平。

【关键词】避雷器瓷套;雷器粘结工艺

引言

目前，涉及高电压等级的是避雷器瓷套大都是采用有机（或无机）粘接式的，这样的避雷器瓷套存在着机械性能差，抗弯强度低，粘接部分易断裂，从而影响产品的电气性能，不能有效满足对产品的技术要求和使用要求。

1 故障发现及检查情况

1.1避雷器检查情况

750千伏避雷器型号Y20W2-648/1491BC，平高东芝（廊坊）避雷器有限公司生产。现场检查发现避雷器从下往上第一节断裂倒塌，第二节中部摔断，第三节中部摔碎、第四节由于均压环保护外观未受损。

1.2电压互感器检查情况

现场检查线路电压互感器型号为WVL750-5H，日新电机（无锡）有限公  司生产。现场检查发现电压互感器顶盖严重撕裂，如下图所示：

1.3 引线及金具检查情况

现场检查发现避雷器顶部L型金具发生两头断裂、电压互感器顶部连接金具严重变形、A相上方高空连接弓字线受力变形。

2解体试验情况

2.1避雷器拆解

將氧化锌阀片芯柱从外瓷套抽出，发现编号为G011避雷器从下往上第一节氧化锌阀片之间铝垫块上面有黑色不明物质，且芯柱有明显移位现象。厂内技术人员反馈为运输过程中避雷器遭受冲击，铝垫块与绝缘杆摩擦产生黑色物质。现场将绝缘杆拆除，用绝缘杆摩擦铝垫块，发现在铝垫块与绝缘杆摩擦位置确实产生相同黑色物质。厂内技术人员对黑色物质进行检测，为醇酸树脂，厂内将黑色物质置于阀片上做绝缘试验，验证黑色物质未对绝缘造成影响。

2.2外瓷套试验

2019年8月21日在中国电力科学研究院对四节粘接式外瓷套（编号为G011-3、G011-4、G003-3、G003-4）进行超声波探伤及弯曲负荷试验。

2.2.1外瓷套超声波探伤试验

经外瓷套超声波探伤试验，未发现外瓷套异常情况。

2.2.2外瓷套试验

（1）70%、100%负荷耐受试验

按照弯曲试验要求：需对外瓷套进行四个方向逐个弯曲试验，施加的弯矩值为耐受弯矩值的70%，并保持10秒。在第四个方向时当弯矩值达到耐受弯矩值的70%后，将负荷增大至100%，耐受弯矩值，保持60秒。

编号为G003-3、G003-4避雷器外瓷套70%、100%负荷耐受试验通过。

（2）弯曲破坏试验

按照弯曲破坏试验要求，需对外瓷套进行四个方向逐个弯曲试验，施加的弯矩值为耐受弯矩值的70%，并保持10秒。在第四个方向时当弯矩值达到耐受弯矩值的100%后，保持10秒，将弯矩值增大至151 kN.m，直至破坏。

由上表可以看出，编号为G011-3、G011-4避雷器外瓷套弯曲破坏试验通过，破坏部位均为外瓷套胶装部位。

3 原因分析

3.1避雷器断裂倾倒过程

根据现场视频监控、避雷器及相关金具断裂情况分析，避雷器自下而上第一节瓷瓶首先断裂，断裂处上部避雷器在自重作用下引起顶部金具受力断裂，造成避雷器倒塌，砸落在避雷器旁边构架立柱上。

3.2避雷器胶粘工艺不良

故障避雷器由下向上第一、二节瓷套中间采用胶粘工艺，分别为本节瓷套最薄弱部位。现场检查发现第一、二节瓷套断裂部位均为正中位置，且瓷套断裂面整齐、“V”型粘接口表面光滑平整未有效融合粘接，形成“两张皮”开胶状态，在微风（东北风3级）作用下发生断裂倒塌。

4 暴露问题的分析

4.1 避雷器胶粘工艺不良

平高东芝（廊坊）避雷器有限公司对外购的避雷器瓷套外协件工艺质量验证不足，首次将330千伏避雷器瓷套胶粘工艺应用到750千伏避雷器上，未进行严格的设计验证，埋下了断裂的安全隐患。

4.2缺少运行维护检测手段

经查新疆公司范围仅有的42相采用胶粘工艺生产的避雷器均为平高东芝（廊坊）避雷器有限公司生产（瓷套均为抚顺电瓷厂生产），属首台套设备没有运行经验。运行维护过程中，缺乏空心式瓷套强度、胶粘工艺质量等有效检测手段，难以掌握设备运行状态。

5 结论

结合上述案例，应做好相应的防范措施，首先应强化人身安全风险管控。

将采用胶粘工艺生产的42相避雷器列为重点管控对象，用硬质固定围栏进行隔离（隔离范围应大于避雷器倒塌半径），在围栏外利用站内视频或望远镜等设备加强巡视检查，严禁靠近巡视和攀爬修试，严防人身伤害和设备损坏事件。

通过上述案例，可知避雷器瓷套采用粘接工艺可靠性不高，应将备用间隔剩余同窑次采用胶粘工艺粘接避雷拆除。建议后续项目采购避雷器不再使用胶粘工艺瓷套，应采用一体烧制成型的成熟有良好运行经验的瓷套做好750千伏高压套管、避雷器等空心式瓷瓶技术监督检测工作，严防类似故障发生。

参考文献：

[1]吴德贯，彭翔，李红元，等.一起500kVGIL绝缘子炸裂故障分析[J]，电瓷避雷器，2016（1）：40-43.

[2]李斌，郭慧娟，王心研，等.输电线路雷击跳闸安全风险分析[J].电瓷避雷器，2016（1）：123-128.

[3]避雷器设计生产安装新工艺新技术与产品质量检测实用手册.2007年5月.

（作者单位：国网新疆检修公司）