金属氧化物避雷器损坏原因

电力18讯：    
山东省莘县电业公司  张勇  

为保护电力设施免受雷电过电压和系统过电压的冲击，普遍安装使用了金属氧化物避雷器。特别是在10 kV配电网中普遍采用了无间隙金属氧化物避雷器，随着运行时间的推移，在10 kV配电网中因金属氧化物避雷器损坏引起的线路跳闸、接地事故经常发生，严重影响了10 kV配电网的安全运行。

1 损坏原因分析

综合无间隙金属氧化物避雷器的损坏情况看，质量好的损坏较少，而质量差的损坏较多；在晴天损坏较少，在雷雨天损坏较多；在无操作时损坏较少，在有操作时损坏较多；在正常运行中损坏较少，在异常运行时损坏较多。

1.1 受潮

金属氧化物避雷器是由硅橡胶作为避雷器的封壳，硅橡胶套封壳质量低劣，主要是小厂假冒伪劣产品，生产厂采用的技术不完善，或采用的密封材料抗老化性能不稳定，在温差变化较大或运行时间接近产品寿命后期，造成其密封不良。避雷器的两端加工粗糙、使潮气或水分浸入，造成内部绝缘损坏，加速了电阻片的劣化而引起损坏。从事故后避雷器残骸可以看出，阀片没有通流痕迹，阀片两端喷铝面没有发现大电流通过后的放电斑痕。而在硅橡胶套内壁或阀片侧面却有明显的闪络痕迹，在金属附件上有锈斑或锌白，这就是金属氧化物避雷器受潮的影响。

1.2 额定电压和持续运行电压取值偏低

金属氧化物避雷器的额定电压是表明其运行特性的一个重要参数，也是一种耐受工频电压的能力指标。金属氧化物避雷器的阀片耐受工频电压的能力是与运行电压的持续时间密切相关。持续运行电压也是金属氧化物避雷器的重要特性参数，该参数的选择，对金属氧化物避雷器的可靠性有很大影响。在运行中允许持久地施加在避雷器端子上的工频电压有效值，它覆盖电力系统运行中可能持续地施加在金属氧化物避雷器上的工频电压最高值。

1.3 电网电压波动

配电网的电压波动范围很宽，对金属氧化物避雷器，如要求在稳定状态下吸收大量能量，就可能造成热崩溃。用无间隙金属氧化物避雷器时，必须满足系统工作电压波动范围。否则，由于稳态电压过高，损坏的不是一只避雷器，而会同时损坏许多只避雷器。

1.4 老化问题

无间隙金属氧化物避雷器阀片的均一性差，使电位分布不均匀，运行一段时间后，部分阀片首先劣化，造成避雷器参考电压下降，阻性电流和功率损耗增加。由于电网电压不变，则金属氧化物避雷器内其余正常的阀片因荷电率（荷电率为金属氧化物避雷器最大运行相电压的峰值与其直流参考电压或工频参考电压峰值之比）增高，负担加重，导致老化速度加快，并形成恶性循环，最终导致该金属氧化物避雷器发热崩溃。避雷器阀片的老化速度是影响寿命的关键因素。氧化物避雷器运行在其产品寿命的后期，阀片劣化造成泄漏电流上升，甚至造成内部放电，放电严重时避雷器内部气体压力和温度急剧增高，引起氧化物避雷器本体击穿，内部放电不太严重时，可引起系统单相接地。

1.5 谐波

冶金企业大吨位电弧炉、大型整流、变频设备的应用及轧钢生产的冲击负荷等对电网有较大的影响，使电网上的高次谐波值严重超标。由于阀片的非线性，在正弦电压作用下，还有一系列的高次谐波，而在高次谐波作用下，就更加速了阀片的劣化速度。

1.6 抗冲击能力差

氧化物避雷器多在操作过电压或雷电条件下发生事故，其原因是因阀片在制造过程中，由于其各工艺质量控制点控制不严，而使阀片的耐受冲击电压能力不强，在频繁吸收过电压能量过程中，加速了阀片的劣化而损坏。当电网中发生断线、接地或其它原因引起谐振时，其幅值可达3倍相电压，可能导致金属氧化物避雷器损坏。

1.7 金属氧化物避雷器的自身过电压防护能力差

对于能量有限的过电压，如雷电过电压和操作过电压，避雷器泄流能起限压保护作用。对能量是无限 （有补充能源）的过电压，如暂态过电压（工频过电压和谐振过电压的总称），其频率或为工频的整数倍或分数倍形成暂态过电压，工频电源能自动补充过电压能量，使避雷器泄流过电压幅值不衰减或弱衰减，暂态过电压如果进入避雷器保护动作区，势必长时间反复动作直至热崩溃，因此暂态过电压对无间隙金属氧化物避雷器有致命危害。

1.8 接地电阻不合格造成反击

避雷器的接地体是泄放雷电流的唯一渠道，接地电阻过高或接地装置不合格，当有雷电侵入时，雷电流通过避雷器经接地极向大地泄放，由于接地电阻较高，不能放电，部分雷电流向避雷器或配变等设备反向冲击，造成反击使避雷器损坏，有时甚至击毁配电变压器。

1.9 安装错误

无间隙金属氧化物避雷器由于体积小，伞裙不明显，再加上个别电工技术水平不高，责任心不强，使避雷器方向装反，当有雨水时使伞裙兜水，造成放电爬弧，久而久之，金属氧化物避雷器硅橡胶外套因爬弧放电而损坏。笔者在对配变氧化物避雷器检查时，发现有一部