10kV配电用避雷器故障分析

蔡招森 邱赛 方绪豪

摘要：现代化城市建设持续深入，城市快速前行的同时，对电能的需求也逐渐提高，故而如何高效且安全的完成供电与配电工作，成为现阶段城市前进道路上的一大重要任务。本文就将探讨核心放在10KV配电用避雷器故障分析方面，以期保障供配电的安全性与稳定性，推动城市的更好发展。

关键词：10kV配电;避雷器;故障分析

供电过程中，10kV配电线路所需承担负荷逐渐增加，该种情况下极易发生安全事故，威胁城市供电的安全性，影响人们的正常生活。为此，目前业内对10kV配电线路供电提出了较高要求，必须在该方面革新技术，加强供电的稳定性，进而推动社会各项经济活动的平稳进行。

1避雷器的功能作用介绍

在配电线路上安装的避雷器，主要作用为保护电气设备，防止其受到雷击影响而发生高瞬态过电压现象，缩短续流时间，有效管控续流幅值。根据上述功能作用，避雷器的其他名称也包括过电压保护器、过电压限制器。基于避雷器的安全保护功能，被应用在10kV配电网线路中，用以防止线路遭到雷电侵袭使10KV配电网发生跳闸现象，保障供配电的安全性与稳定性。

当前，避雷器的工艺技术得到革新优化，从前应用较多的瓷外套金属氧化物避雷器已经逐渐退出市场，代替其发挥作用的是复合外套无间隙金属氧化物避雷器，该类型避雷器更具功能优势，体积较小，重量偏轻，且具有优良的密封性和耐污性，整体结构紧密，泄流能力极佳[1]。凭借上述优势特性，该避雷器被高频率应用在10kV配电网配电变压器、柱上开关、电力电缆终端、户外开关站等电力设备上，用来保护电网线路，避免电力设备遭到雷电侵袭，有效的增大了10kV配电网运行的安全系数。

2避雷器高频率故障及原因探索

配电用避雷器在日常运行中由于内部和外部因素的影响，会存在一些故障性问题，具体包括绝缘外套闪络烧伤、避雷器内部氧化锌阀片炸裂、机械断裂及绝缘外套扎伤等。下面就将具体探究上述问题，并对故障产生原因加以分析。

1）雷电原因

根据避雷器非线性“伏一安”特性，其在正常工作电压下呈现为高阻绝缘状态，在遭受雷击时，则呈现低阻状态，避雷器导通使高密度的雷电流流过避雷器阀片以泄放雷电流。此时若雷电电流过大，高于避雷器最大流通极值时，则避雷器内部氧化锌阀片会出现炸裂现象，失去保护作用。相关部门为此开展如下试验：对10kV配电网避雷器内部氧化锌电阻片和整只避雷器分别进行4/10s大电流冲击耐受能力试验，结果表明：当电阻片数目一致的情况下，前者大电流耐受能力强于后者。从避雷器结构入手，展开大电流耐受能力排序，从强到弱依次為管型结构避雷器、笼型结构避雷器、缠绕结构避雷器。从上可以看出，10kV配电用避雷器故障同避雷器自身结构组成、工艺技术有着密切关系，为降低故障率，需根据实际情况合理选择避雷器类型。

2）避雷器受潮

当避雷器经过一段时间的使用后，受到避雷器安装位置及外部环境因素的影响，避雷器内部会由于潮湿和积累的杂质过多，性能遭到破坏，阀片的绝缘性极度下降，电阻减小，一旦产生过电压现象，阀片就会出现闪络的情况，增大线路运行危险系数[2]。再者，一旦避雷器受潮，由于电阻下降，经过氧化锌阀片的泄露电流急剧增加，致使避雷器产生放电现象，最终阀片炸裂，引发了危险事故。

3）避雷器老化问题

配电用避雷器的工作环境较为恶劣，再加上生产避雷器的厂商相关技术不够严谨完备，密封材料性能不过关，导致避雷器寿命极度缩短，使用时间过长，避雷器就会出现老化现象，各项性能均有所下降。比如，长期工作的配网氧化锌避雷器，内部阀片性能会有所下降，功能减弱，会出现阀片电位分布不均的情况，该种问题极易引起安全事故，不利于供电的稳定性。另外，电阻片边釉层与金属氧化物芯体接合面也存在不均匀现象，这种不均匀现象在承受冲击电压时，若接合面存在气泡，将会在气泡处形成放电最终击穿。除此之外，过度老化的避雷器，外部保护套的损坏程度严重，氧化锌阀片炸裂，甚至绝缘外套产生闪络问题，阻碍了线路的安全高效运行，避雷器失去作用。

3.10kV配电用避雷器故障应对策略

3.1因雷击引起故障的解决策略

配电用避雷器经常受到外部恶劣天气的影响，这里雷电影响最为严重。对此，工作人员可以适当增强绝缘子抵抗雷电的能力。这里耐张悬式绝缘子得到了广泛应用，该类型绝缘子具有较强的抗雷击性能，避免线路发生闪络情况。另外，对于雷电侵袭，也可在变压器的高低压侧适当增加避雷器，这是目前可操作性最强且最为简单的策略，能够使线路免受雷电破坏，增大供电安全系数。除上述应对策略外，工作人员还要及时掌握天气情况，可以与当地气象部门保持紧密联系，当接到恶劣天气的通知时，提前做好防范措施，使线路免受雷电侵扰，保证避雷器的优良性能，将风险降到最低。

3.2注重避雷器检测

除合理应对雷电天气外，加强对避雷器自身的检测同样重要。针对采购回来的避雷器，工作人员需要展开抽样检查，仔细检查避雷器各部件性能，确定其是否符合相关标准规定，且通过密封试验检测避雷器的密封性。在避雷器的安装工作中，工作人员还应查看避雷器的外部构造，无任何外观问题的前提下，方可安装避雷器，同时检测避雷器的最大绝缘电阻值，极值应保持在大于或等于1000MΩ。待避雷器安装完毕后还需进行验收，确保安装符合规范要求。

3.3将避雷器作接地处理

工作人员需直接固定避雷器的接地螺栓与接地线，之后按照横担、沿接地引下线进行有效接地，确保各连接部位的牢固可靠，以保障整个接地系统的完整性。这里值得注意的是，避雷器连接的接地地网电阻值应控制在4Ω以下。焊接环节要求工作人员使用螺栓加以连接，以增强各部件连接的紧密性，防止杂质和缝隙的产生。该处理也可增强避雷器的防潮能力，延长其有效工作时间[3]。

3.4增加避雷器巡查次数

除上述故障应对措施外，增加避雷器巡检次数同样至关重要。以“基础热像”为根据的红外诊断方法是当前避雷器常用的故障诊断方法，可有效诊断故障状态下的热场，温度升高变化以及阀片受潮或老化问题。一旦在巡检中发现避雷器温差在0.5℃-1℃范围内时，工作人员要及时作停电处理，展开避雷器安全检查与试验。另外，还要查看避雷器同低下连接的部位，防止因锈蚀作用而增大接地电阻，进而阻碍雷击电流的通过，如果雷击电流不能尽快流入大地，则剩余雷击电流会破坏避雷器性能，并引发危险事故。

再者，工作人员要加强避雷器外观查验，以免其出现闪络、老化破损问题。如果检查到避雷器存在上述问题，则应采取更换或维修等措施加以处理。避雷器的检测工作还要求工作人员具备过硬实力，检测人员需不断学习新知识，加强避雷器故障识别能力，确保线路的安全性。

4结语

针对10kV配电用避雷器的故障分析，专业人员要先掌握具体故障类型，之后针对故障问题找出具体原因。面对避雷器因老化、雷击和受潮产生的故障问题，工作人员应加强检测，提高避雷器阀片耐受能力，优化绝缘子性能，防止内外部环境对避雷器产生破坏，从而保障10kV配电线路的供电稳定性。

参考文献：

[1]苏凤仁，赵富红.10kV配电网避雷器故障分析及处理措施研究[J].城市建设理论研究（电子版），2019（2）：2-2

[2]刘素芳，陈康，亓兆全.10kV配电线路避雷器安装使用的优化选择[J].科学与信息化，2020，000（003）：P.80-81.

[3]贺吉昌.10kV避雷器失效原因分析及建议措施[J].工程建设与设计，2019，No.416（18）：137-138.