氧化锌

全面打造--流现代化配电网，国家电网领导提出，必须紧紧围绕“可靠性高、互动友好、经济高效”的目标。配电网的雷电事故约占整个电力系统雷电事故总数的70%~80%，因此须加强配电网的防雷工作，才能保证供电的安全性、可靠性。为减少线路过电压造成的跳闸事故，在线路建设过程中一般采用架空绝缘导线和提高线路绝缘子的绝缘水平。架空绝缘导线提高了电网绝缘性能、安全性能，但却带来了新的雷击断线、跳闸、绝缘子闪络等问题，提高绝缘子的绝缘水平容易导致雷击过电压沿导线危及变电站或配网台区设备，严重威胁配网电路安全运行。 目前，10kV线路上大多采用安装无间隙避雷器的方式避免雷害，实现对线路的保护。无间隙氧化锌避雷器能有效截断工频电流、限制雷电过电压，但存在缺陷:必须长期承受工频电压，引起氧化锌阀片老化，使避雷器寿命缩短，影响其保护性能。若土壤电阻率高， 线路杆塔接地不良，在出现过电压时，线路上的避雷器不能彻底有效地释放大电流，就会形成工频续流在线路中振荡，从而造成线路上的电压上升，危及安全。 本项目所研发设计的无工频续流放电间隙装置，安装方便灵活，不受现场环境制约，放电间隙由支撑绝缘子固定，无需现场调节。装置应用于配网输电线路，通过放电间隙和工频限流器的配合，将瞬间的雷击能量通过间隙放电和限流元件平稳释放，防止工频续流产生，有效保护线路及线上设备;避免了常规避雷器因雷击产生的大电流通过不合格接地产生的瞬间高压对线路及设备的反击，同时通过“疏导”方式将雷击着弧点引到放电间隙，有效防止雷击产生的绝缘导线断线事故的发生。

本课题所研制的多腔室间隙避雷器，应用电弧产生的高温高压进行吹弧直至电弧熄灭，在泄放雷电流的同时不会引起继电保护装置动作，供电的可靠性得到很大的提高。同时，空气具有极佳的绝缘自恢复性能，可耐受多次雷击，相比于金属氧化物避雷器，运行寿命更长。适应国内自然环境条件和电网不同工况下的运行条件，充分体现多腔室间隙避雷器无氧化锌阀片、结构简洁、安装方便、运维简单等优点 10kV多腔室间隙避雷器具有防雷效果显著；通流容量大、故障率低、少维护、寿命长；环境适应性好，无阀片失效和受潮问题；重量轻、便于安装；成本低、可广泛推广等优点。市场容量巨大，按照10kv配电线路30%覆盖率计算，南方电网地区市场容量约970万支。目前正在通过广州知识产权交易中心开展成果转化。可进一步拓展，采用S型或螺旋型排列方式等，增加腔室间隙串联级数，研发110kv～500kV的多腔室间隙避雷器，将对输电线路防雷产生巨大价值。可进一步提升，提高生产工艺缩小电极间距等措施，增加单位长度的腔室间隙的串联级数，可实现雷击工频电压全相位无工频续流。

通过电气和解体试验，对一支220 kV 架空线路用金属氧化物避雷器故障原因进行了分析，试验结果表明，同批次避雷器电气性能满足相关标准要求，避雷器击穿原因为其内部结构缺陷所致。提出了优化线路避雷器设计的建议，同时提出在避雷器选型时，宜优先选用内部填充有绝缘介质避雷器的建议。

持久电气是一家专注于高压电气产品研发、生产、销售和服务为一体的科技创新型企业，主要生产：户外高压真空断路器、户内高压真空断路器、看门狗高压分界开关、高压(真空)负荷开关、预付费计量装置系列、六氟化硫断路器、高压隔离开关、高压多油断路器，高压接地开关、高压计量箱、跌落式熔断器、氧化锌避雷器。

在深入分析10kV氧化锌避雷器爆炸原因基础上，提出了10kV氧化锌避雷器制作工艺的改进措施，并对10kV氧化锌避雷器运维策略提供了建议。

氧化锌避雷器作为限制过电压的主要设备在电网中得到了广泛使用，检修试验人员需要对其运行状态做出准确判断，带电检测是掌握避雷器运行状况的重要手段，能够在不停电的情况下有效查找设备缺陷。检测实例表明，氧化锌避雷器泄漏电流的阻性分量会受到温度的影响，因此，作者在实验室中对氧化锌阀片进行了测试，随温度升高，阻性电流值也相应增大，通过试验结果总结得出了阻性电流随温度变化的规律。利用研究成果，能够修正温度对测试结果的影响，使得泄漏电流的阻性分量能够更真实地反应设备特性。

带电作业

随着技术的发展，金属氧化物避雷器应用范围逐渐扩展并最终成为电力系统中避雷器选择的主流类型。随着电压等级的升高，避雷器的体型越大，220kV 及以上电压等级多节避雷器往往距离地面达到5m以上。 避雷器洲漏电流试验是考察氧化锌避雷器内部绝缘状态的最有效的方法之一。现场试验时，试验人员需要使用绝缘梯子或者升降车等手段进行接线，为调整试验线与避雷器之间接线的角度，需要多次登高作业。这种方式较难满足接线与避雷器90°角的要求，对测试结果影响较大，也存在较大安全风险。 现在社会经济发展需求对电网的可靠性也越来越高，这就需要尽可能缩短停电时间、提供可靠的数据、及时准确的分析出各项试验结果，尽快复电。另一方面，依据《电力设备检修试验规程》Q/CSG 1206007- -2017 规定，氧化锌避雷器直流1mA电压U1mA及I0.75U1mA下的泄漏电流为必做预试项目，其中110kV及以下试验周期为6年/次，220kV. 500kV避雷器为3年/次，预试工作量大，而且试验人员在日常预试工作中发现，氧化锌避雷器停电试验中测试数据总是偏差很大，重复作业偏多，影响预试效率，因此研制一种避雷器高压试验接线工具降低试验异常率有重要意义。

氧化锌避雷器是变电站保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。为保障氧化锌避雷器长期安全稳定运行，泄漏电流试验是避雷器例行试验中必不可少的项目。目前，做氧化锌避雷器泄漏电流测试试验时，常规的试验操作步骤总体分为五步：拆除高压引线→试验接线→操作测试记录→拆除试验接线→恢复高压试验连接。在试验过程中：一是需要工作人员登上高臂车进行高压引线的拆除和恢复，220kV避雪器的高度在5米左右，高空作业存在一定的安全风险；二是拆除和恢复高压引线的工作比较繁琐，耗时长，工作效率不高；三是按照完成一个回路的三相避雷器试验统计，试验总时长平均为131分钟，其中拆接高压引线这部分的工作占总工作时长的50%以上。因此，为了能够在氧化锌避雷器泄漏电流试验中不拆高压引线，精简试验步骤，减少试验时间，提高工作效率，研制一种可靠性高、安全性好、有效的氧化锌避雷器泄漏电流测量辅助装置成为了电力企业的诉求。通过此项目的开展将对电力系统的运行和维护发挥重要作用，具有较大的使用价值和广阔的应用前景。