±500kV线路避雷器运行情况及其绝缘底座缺陷分析与建议

±500kV线路避雷器运行情况及其绝缘底座缺陷分析与建议

马靖

（国网山西省电力公司检修分公司山西省030032）

摘要：依据国内外多年架空输电线路运行跳闸统计数据，雷击仍然是威胁架空输电线路安全可靠运行的主要因素，雷击跳闸总跳闸次数的50%以上。±500kV直流架空输电线路受“极性效应”影响，雷击引起的跳闸率更高，雷击故障导致的单、双极闭锁故障时有发生，防雷形势十分严峻。本文结合某直流±500kV输电线路试运行线路避雷器的运行情况，对该线路在运直流避雷器进行了现场抽样检测，结果表明：仅1个计数器存在缺陷，现场抽测的13基避雷器底座绝缘电阻值下降明显。可见避雷器绝缘底座绝缘性能过低可能是计数器未正常动作的原因之一，而绝缘部件老化、外部积污及绝缘瓷件损坏均可导致缘底座绝缘性能急剧下降。继而提出了相关建议。

关键词：±500kV；线路避雷器；运行情况；绝缘底座；缺陷

1引言

金属氧化物避雷器底座分为整体式和分体式两种，分体式底座往往在运行一段时间后，会出现底座绝缘电阻显著下降的问题。底座绝缘不良将导致在线监测全电流数值偏低，不能准确监视避雷器的实际运行状态，同时，也极易引起断裂、破损等缺陷，影响避雷器的动稳定性。笔者以某500kV金属氧化物避雷器底座绝缘缺陷为例，对试验数据、缺陷情况和处理方法进行了分析与总结，旨在对金属氧化物避雷器底座绝缘缺陷的分析与处理提供借鉴。

2避雷器的应用情况

2.1避雷器选型原则

2.1.1结构的选择

①保证直流避雷器在长期直流工作电压和过电压负载下安全运行，又能实现与线路绝缘子串的绝缘配合；②保证直流避雷器在正常运行电压下因间隙隔离作用而不存在直流老化问题；③保证串联间隙在直流静电积污、风偏力和气候老化等联合作用下，不发生串联间隙失效问题。

2.1.2参数的选择

①持续运行直流电压515kV；②直流1mA参考电压≥571kV；③0.75倍直流参考电压下的泄流电流≤50μA；④雷电冲击残压(峰值)≤1200kV；⑤最小公称爬电距离≥11000mm。当直流线路避雷器安装位置的绝缘配置有特殊要求时，应根据实际情况对其外绝缘配置进行相应调整，如在覆冰严重区、大风区、鸟害区使用，需采取防冰闪、防风偏和防鸟害等措施。

2.2避雷器选点原则

总结湖南电网35～500kV交流输电线路避雷器运行经验，建议直流避雷器安装选点遵循以下原则：结合运行经验，优先选择雷害风险评估结果中风险等级最高或雷区等级最高的杆塔；历史雷击故障点及附近的杆塔，或处于大跨越、垭口、山顶、边坡、跨水系和峡谷等易遭雷击特殊地形的杆塔；雷区等级处于C2级以上的山区线路，宜在大档距(600m以上)杆塔、耐张转角塔及其前后直线塔；雷区等级处于C1级以上且坡度25°以上的杆塔，其外边坡侧边相宜安装直流避雷器；对理论计算结果表明雷击风险高，而采取降接地电阻、增加绝缘配置等常规治理措施无法满足防雷要求的杆塔；对易击区段的线路雷击故障相别进行统计，并结合线路走向、局部地理位置等因素，进行现场勘查后选取直流避雷器安装位置，原则上选择正极进行安装；对于单回线路，优先安装在外边坡侧边相极导线绝缘子串旁，必要时可在两边相极导线绝缘子串旁安装；耐张塔宜安装在跳线处；对于同塔双回线路，极导线采用(+-/-+)垂直排列时，直流线路避雷器宜安装在(-+)侧正极导线处。

3实例应用分析

3.1线路基本情况

某直流±500kV线路全长940.81km，铁塔2334基，输送容量为3000MW，是国家电网连接南方电网的主动脉之一。沿线地形条件复杂，湘江以南以山地、高山大岭为主，多雷、多覆冰、多污源。截至2015年6月30日，湘南段共发生已判明的雷击故障28次，均为雷电绕击。该直流线路湘南段已安装防绕击避雷针、可控避雷针、防雷先导侧针等防雷辅助设施。

3.2现场检测发现的问题

2015年4月，该直流±500kV输电线路年度停电检修，首次现场对安装在该线路1984、2029号上的运行直流线路避雷器进行了抽检试验，在试验过程中发现两基杆位的绝缘底座电阻检测结果较低，打开检查发现避雷器绝缘底座破损，积污严重，绝缘瓷件内表面潮湿。为掌握避雷器绝缘底座的运行情况，笔者会同运行单位又进一步扩大范围，组织对2014年安装的直流线路避雷底座绝缘电阻进行了抽样检测。共抽取了11套避雷器底座，发现其中6套底座绝缘电阻偏低，特别是2198号(直线)避雷器底座绝缘电阻值只有0.6MΩ。随后检修人员对该套避雷器底座绝缘部分进行了更换，绝缘电阻超过了1000MΩ。对更换下来的该批次绝缘部件进行了绝缘电阻测试，该批次绝缘部件在投运前电阻测试结果均大于1000MΩ。

3.3问题分析及建议

现场抽测的13基避雷器底座绝缘电阻值比2014年安装前检测数据有明显下降，分析原因可能受2方面因素的影响：①绝缘部件老化及外部积污所致；②绝缘瓷件损坏所致。因避雷器底座与避雷器本体连接绝缘完全靠绝缘瓷件进行绝缘。在长时间运行过程中：①受风压作用避雷器产生振动，绝缘件瓷杆承受扭曲应力，极易损坏瓷件；②受外界震动的影响，避雷器震动的动能转化为对瓷件的冲力，瞬时压强的增大也易使瓷件损坏；③受施工质量的影响，避雷器的重心可能偏离其底部法兰中心垂线，导致瓷件长期承受避雷器本体自重分力的压迫，使得瓷件受损。建议：第一，重新修改避雷器底座绝缘设计方案，宜将瓷质绝缘底座更换为具有高强度抗压性能的高分子绝缘材料或在瓷套外加装柔性绝缘护套来减小外界对瓷件本体的压强，亦可更改底座绝缘的连接方式来避免绝缘件受侧向应力，确保底座绝缘的可靠性。第二，避雷器底座绝缘不良，对全电流监测、在线监测等环节均会造成影响，建议在预试定检工作中，对分立式底座结构应密切关注绝缘情况，以保证避雷器可靠良好运行以及监测数据准确有效。第三，避雷器本体节与节之间的连接螺栓宜采用镀锌质量较高的螺栓或不锈钢螺栓，避免因螺栓锈蚀给现场拆装造成不便。

参考文献

[1]董俊友,唐超颖,温英才,吴常来.两起氧化锌避雷器典型异常分析[J].电工技术,2017,No.45911:71-72+83.

[2]胡伟涛,白彦坤,祝晓辉,闫佳文,杨世博.浅谈避雷器常见缺陷的检测方法及处理措施[J].电气技术,2014,No.17001:106-108.

[3]罗茂嘉,钱珏臻,于军,章建欢,刘江明.220kV氧化锌避雷器泄漏电流异常的原因分析和处理[J].浙江电力,2017,v.36;No.25002:30-33.

[4]杜岩伟,彭清峰,郑卫东,邹参东.一起220kV金属氧化物避雷器故障原因分析[J].河南电力,2013,v.41;No.14602:50-52.