注:()內(nèi)為未投入運行的臺數(shù)由表1看出,11k0V以上電壓等級氧化鋅避雷器的事故率還是偏高的。如按11k0v以上電壓等級氧化鋅避雷器總產(chǎn)量的50%、投運一年計算,其事故率近1相/百臺年左右。如再計入運行中不合格的淘汰率、返修率,其事故率還需加大3倍。但是,作為一種換代的新產(chǎn)品,運行初期的這一故障率可以理解,正如世界上磁吹避雷器投運初期一樣。另外,籠統(tǒng)看來事故率偏高,而對各具體單位來說,產(chǎn)品質(zhì)量的差異,引起事故率的差異也不盡相同。有的單位直到調(diào)查組到達為止,還未發(fā)現(xiàn)任何避雷器出現(xiàn)事故,也未看到水電部任何部門的事故通報及信息。從表1看到,某單位共生產(chǎn)氧化鋅避雷器1000多臺,而僅損壞2臺(2臺中還有一起是由于操作方式不當(dāng)引起的,正繼續(xù)落實)。所以,這些單位的產(chǎn)品,理所當(dāng)然會得到電力部門使用者的信賴。相反,某些工廠生產(chǎn)的氧化鋅避雷器,其事故率很高。有些工廠誤認(rèn)為,把氧化鋅閥片往瓷套中一塞就是產(chǎn)品,根本沒有完整健全的工藝控制及必要的安裝條件,致使避雷器頻繁爆炸,導(dǎo)致使用部門拒絕使用。從調(diào)查組收集到一些單位的事故報告及事故現(xiàn)場殘骸的分析看出,16起氧化鋅避雷器運行事故中,14起是由進口閥片組裝的產(chǎn)品和進口的原裝產(chǎn)品,而且大多數(shù)事故發(fā)生在無雷擊無操作的工況下。在成都地區(qū),有一相避雷器投運后僅帶電30分鐘就發(fā)生了事故,另外有六臺產(chǎn)品運行不足三個月也發(fā)生了事故。經(jīng)分析,這些事故避雷器所用閥片都是進口的閥片,甚至產(chǎn)品芯體零部件及防爆裝置都是進口的。相對而言,水平暫時遜色的國產(chǎn)閥片及國產(chǎn)零部件組裝的全國產(chǎn)化氧化鋅避雷器,幾乎很少發(fā)生事故(個別小廠除外)。氧化鋅避雷器發(fā)生事故的具體原因有如下幾種:

1. 產(chǎn)品受潮產(chǎn)品受潮有兩個途徑:一是氧化鋅進雷器密封不良或漏氣,帶進潮氣或水分抓二是氧化鋅避雷器密封良好,卻由安裝過程中元件或環(huán)境中帶入水分。兩種途徑產(chǎn)生相同的結(jié)果。從事故產(chǎn)品的殘骸看出,氧化鋅閥片沒有通流痕跡,閥片兩端噴鋁面沒有發(fā)現(xiàn)大電流通過后的放電斑痕。而在瓷套內(nèi)壁或閥片側(cè)面卻有明顯的閃絡(luò)痕跡,在金屬附件上有銹斑或鋅白,這就是產(chǎn)品受潮的證明。從本次調(diào)查中,我們痛心地發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致事故的某些原因是極易克服和避免的,但卻沒有在人們頭腦里引起高度重視。例如,某廠曾將多臺運行不足三個月的產(chǎn)品進行現(xiàn)場帶電檢測,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的泄漏電流嚴(yán)重增大,不得不將其運回工廠返修。經(jīng)解體發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部受潮,而把芯體(閥片、絕緣桿件等)進行烘干處理后,閥片的參數(shù)及絕緣件性能又恢復(fù)如初。

2. 運行部門操作不當(dāng)北京地區(qū)房山變電站及唐山變電站發(fā)生的兩起事故,是在變壓器與系統(tǒng)分開、中性點不接地的工況下,沒有合中性點臨時接地開關(guān),因操作致使氧化鋅避雷器損壞的。無間隙氧化鋅避雷器的工頻過電壓耐受能力有限,加之選用避雷器U,.人偏低,因此在過電壓作用下連續(xù)動作,最終發(fā)生熱崩潰而損壞。除了上述四點原因外,還有一些至今尚未完全暴露,而值得與制造廠及使用者商榷的問題:芯體用拉桿的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、耐壓不合要求從事故產(chǎn)品解體分析發(fā)現(xiàn),由于進口閥片電位梯度高,使芯體有效高度比瓷套高度短40mm左右,而某廠卻采用一段金屬管集中短路,這就使瓷套內(nèi)腔的有效爬電距離僅有50~60omm。在這樣短的絕緣距離下,設(shè)計者偏偏又選用了工藝質(zhì)量差、有氣孔的ABS工程塑料作拉桿,加上拉桿材料使用前又未作耐壓試驗。種種因素聚合,使其在運行中,僅因拉桿擊穿,引起內(nèi)閃就發(fā)生多起事故。前述成都地區(qū)投運30分鐘發(fā)生的一起事故,分析是拉桿閃絡(luò)引起的。

3. 芯體散架使用三根拉桿固定閥片,當(dāng)芯體上的壓力彈簧壓縮量不夠理想時,在運輸或受機械振動后,閥片則容易自行掉出拉桿,使芯體“散架”。相反,若采用四根拉桿,空檔的弦長可縮短23%,閥片就不容易自動掉出了。昆明供電局曾反映發(fā)現(xiàn)有內(nèi)部“散架,的避雷器。

4. `先進性與可靠性的矛盾對任何產(chǎn)品,不僅強調(diào)應(yīng)具有先進性,也不能忽略可靠性。產(chǎn)品的技術(shù)決策人或設(shè)計者,應(yīng)清楚地掌握本部門的閥片水平(不僅是研究水平,更主要的是批量生產(chǎn)水平),對國外進口閥片也理應(yīng)如此。要降低避雷器的保護水平,應(yīng)從必要性和可能性中抉擇。是從絕緣配合角度考慮必要性,還是僅僅因為競爭必須降低避雷器的保護水平?從絕緣配合角度分析:按GB一311有關(guān)規(guī)定,我國絕緣配合基本上以SIC普閥式避雷器為基礎(chǔ)。以110kV為例,一變壓器雷電基準(zhǔn)絕緣水平BIL=45k0v,SIC普閥式避雷器保護水平(殘壓)為326kV,則配合系一數(shù)為1.38,這一水平已為電力部門接受。而要使zno避雷器達到磁吹避雷器的保護水平,殘壓應(yīng)降為260vk,配合系數(shù)為1,75。一在變壓器絕緣水平不降低的情況下,是否有必要將殘壓進一步降為248kv或更低呢?這一點連水電部門一些有識之士也認(rèn)為必要性不大,何況在閥片穩(wěn)定性不十分理想時,、將殘壓降得過低,實質(zhì)上是把避雷器推至危險的邊緣。例如,有些單位的產(chǎn)品,在參考電壓下的參考電流達sm人,在夜間電網(wǎng)波動較大時,就極易產(chǎn)生過載而導(dǎo)致熱崩。某運行單位如果選用比工頻參考電壓高5%的110kV氧化鋅避雷器,該產(chǎn)品如原來可耐受某一工頻過電壓1秒,則現(xiàn)在可提高為10~50秒,也許就不致于發(fā)生北京兩臺產(chǎn)品損壞的事故。另外,國外知名公司生產(chǎn)的氧化鋅避雷器,并不象宣傳的那么先進。某研究所赴日立公司實習(xí)的同志,親眼看見該公司組裝的SF。50okv氧化鋅避雷器,其20kA下的殘壓為132okv(比我國sookV氧化鋅避雷器的殘壓高許多)。也就是說,應(yīng)用間隔性箱式電爐、手工造粒等工藝是不能制造出高水平的氧化鋅避雷器的。

5. 電位分布均勻性問題按IEc有關(guān)規(guī)定,在未采取有效措施改善電位分布條件下,產(chǎn)品每增高lm,電位分布不均勻系數(shù)增大3%,這意味著產(chǎn)品荷電率提高3%。經(jīng)實測及計算結(jié)果表明,220kv氧化鋅避雷器電位分布不均勻系數(shù)可調(diào)整為5~20%。另外,由調(diào)查還得知,已發(fā)現(xiàn)正運行的一些sookV氧化鋅避雷器(進口原裝產(chǎn)品)的上節(jié)元件平均下降5%左右(并有一相因上節(jié)下降超過10%而退出運行),而下節(jié)元件不變。這就是毛位分布不均勻引起產(chǎn)品老化的證明。可見,國外進口氧化鋅避雷器同樣存在這些問題。如果該產(chǎn)品殘壓又較低,則潛伏損壞的危險性,并可以預(yù)見產(chǎn)品壽命肯定縮短。

6. 避雷器的均一性三、對提高產(chǎn)品質(zhì)量的建議(l)提高閥片的穩(wěn)定性和高荷電率下的抗老化能力。閥片制造應(yīng)更多地采用機械化自動化設(shè)備,減少手工操作帶來的人為隨機因素。提高閥片的均一性。高度重視產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、密封、安裝環(huán)境等決定產(chǎn)品質(zhì)量的因素。建議生產(chǎn)110kV電壓等級及以上產(chǎn)品的單位,必須具備必要的工藝條件(如:噴霧造粒機、隧道爐)及完善的試驗設(shè)備(出力達到1okV產(chǎn)品試驗要求,試驗滿足度70%以上),產(chǎn)品須經(jīng)國家級檢測中心型式試驗,并由機械電子工業(yè)部及能源部同意、聯(lián)合鑒定通過后,方可投產(chǎn)及運行。提高運行人員的技術(shù)水平,杜絕操作人員在非同期合閘時,對分開的變壓器中性點未采取臨時接地措施,引起工頻過電壓損壞氧化鋅避雷器的類似事故再發(fā)生。帶電監(jiān)視檢測,有效掌握、控制產(chǎn)品質(zhì)量。在阻性電流測試儀暫不完善條件下,可采用測量總電流值作參考的方法。但應(yīng)當(dāng)加速研制、提供完善的阻性電流測試儀,普及檢測維護知識。具體測試方法與磁吹避雷器相同,其電流參考值參見表2