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淺析并聯(lián)電容器組氧化鋅避雷器爆炸原因和防范措施

作者:康瑞紅 韓根平  
評(píng)論: 更新日期:2011年01月24日

  摘 要:本文對(duì)保護(hù)并聯(lián)電容器組的氧化鋅避雷器的特點(diǎn)和爆炸原因進(jìn)行了詳盡的分析,并提出了防范措施,對(duì)設(shè)計(jì)選型和運(yùn)行監(jiān)測(cè)有很好的借鑒作用。

  1 引言
  氧化鋅避雷器是用來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)中多種電氣設(shè)備免受過(guò)電壓損壞的電器。保護(hù)并聯(lián)電容器組的氧化鋅避雷器是氧化鋅避雷器應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域,并且是以絕對(duì)的無(wú)可爭(zhēng)議的優(yōu)越性得到電力部門(mén)和使用單位的認(rèn)同,但是該氧化鋅避雷器發(fā)生爆炸也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題,認(rèn)真分析其爆炸的原因,得悉其防范措施,是一個(gè)有著現(xiàn)實(shí)意義的事情。

  2并聯(lián)電容器組用的氧化鋅避雷器的特點(diǎn):
  2.1裝設(shè)位置的分類(lèi):①中性點(diǎn);②電源側(cè);③與電容器并聯(lián);④與電抗器并聯(lián)四類(lèi)。
  2.2從避雷器的角度看,電容器組是一個(gè)阻抗很小的設(shè)備,在電容器放電時(shí)將產(chǎn)生幅值大、陡度很高的放電電流。由于氧化鋅避雷器的高度的非線性特性,截?cái)喑^(guò)保護(hù)水平的所有暫態(tài)過(guò)電壓,而將剩余電荷留在未被擾動(dòng)的的電容器中。無(wú)間隙氧化鋅避雷器是非常適合保護(hù)并聯(lián)電容器組的。

  3、并聯(lián)電容器組用的氧化鋅避雷器的爆炸原因分析
  3.1額定電壓取值偏低
  氧化鋅避雷器的額定電壓是表明其運(yùn)行特性的一個(gè)重要參數(shù),也是一種耐受工頻電壓能力的指標(biāo)。通常避雷器的額定電壓應(yīng)在對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)電壓的計(jì)算分析及樣本提供的工頻過(guò)電壓耐受時(shí)間特性曲線比較的基礎(chǔ)上,選擇避雷器的額定電壓。
  在一定的電網(wǎng)電壓等級(jí)和設(shè)備絕緣水平下,避雷器的額定電壓越低,保護(hù)水平也越低,但保護(hù)裕度可以增大。所以我們平時(shí)就選用較低額定電壓的避雷器。
  3.2持續(xù)運(yùn)行電壓取值偏低
  避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓還應(yīng)該大于或等于該系統(tǒng)的最高相電壓,才能保證長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下的熱穩(wěn)定?,F(xiàn)在各標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、導(dǎo)則已統(tǒng)一意見(jiàn),按系統(tǒng)最高電壓Um來(lái)選擇氧化鋅避雷器。
  在GB11032-89中,無(wú)論是對(duì)額定電壓,還是持續(xù)運(yùn)行電壓定義不夠嚴(yán)密,而且取值又偏低,造成以前保護(hù)電容器組氧化鋅避雷器頻繁爆炸。我分公司所轄的一個(gè)輸變電工區(qū),僅一個(gè)站的保護(hù)電容器組用的氧化鋅避雷器,從2000年投產(chǎn)至2004年,就爆炸過(guò)4次。究其原因就是額定電壓和持續(xù)運(yùn)行電壓取值偏低。
  3.3選型有誤
  有些生產(chǎn)單位會(huì)自己選擇購(gòu)買(mǎi)避雷器,特別是在氧化鋅避雷器還不很普及的時(shí)候,以為與閥型的一樣,對(duì)其的特殊性無(wú)所適從。我也有這樣的體會(huì),那是在九十年代末期,我所在的工區(qū)更換10KV線路的舊式閥型避雷器,幾個(gè)站用的全部由上級(jí)單位訂購(gòu)。我們初期更換時(shí),便不加選擇地予以更換,及至發(fā)現(xiàn)有區(qū)別時(shí),已為時(shí)往矣。
  3.4未進(jìn)行能量核算
  通流容量是由SiC避雷器沿用下來(lái)的概念,即2ms方波沖擊耐受試驗(yàn)電流。電容器用避雷器的特殊之處,在于它要承受電容器的放電能量,因此在設(shè)計(jì)中需進(jìn)行能量核算。但是在制造廠通常提供的產(chǎn)品資料中,往往缺乏進(jìn)行能量核算所必需的數(shù)據(jù),例如2ms方波沖擊電流所對(duì)殘壓U2ms、避雷器的極限吸收能量W/m等。按規(guī)程規(guī)定,電容器的儲(chǔ)能小于氧化鋅避雷器的通流能力時(shí)才可用氧化鋅避雷器限制過(guò)電壓。不進(jìn)行通流能量的核算,如選擇通流能力偏小,極易造成避雷器“不堪重負(fù)”而爆炸。
  3.5受潮、老化、污穢的影響
  3.51受潮的原因主要與產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)扔嘘P(guān)。受潮的途徑有兩個(gè):一是密封不良使潮氣或水分侵入,密封墊的質(zhì)量和組裝工藝是關(guān)鍵;二是產(chǎn)品元件受潮或裝配車(chē)間不合格造成的。隨著質(zhì)量觀念的加強(qiáng),多數(shù)廠家把生產(chǎn)質(zhì)量放在第一位,加上檢測(cè)設(shè)備的不斷完善,受潮問(wèn)題已不是爆炸的主要因素。
  3.5.2氧化鋅電阻片老化引起的爆炸在國(guó)內(nèi)尚未有具體的報(bào)道,但從其它類(lèi)型的避雷器元件老化,從而造成避雷器熱崩潰的問(wèn)題上,氧化鋅避雷也應(yīng)引起足夠的重視。
  3.5.3外部污穢可能引起瓷件表面電壓分布不均勻,有可能使避雷器局部發(fā)熱。為了耐受污穢,在泄漏距離的設(shè)計(jì)上,應(yīng)明確其防污等級(jí),多數(shù)廠家未能做到這一點(diǎn)。

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