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1、复合外套金属氧化锌避雷器损坏分析电力总公司修试中心 王军 刘喜军 耿广鑫摘要：在电网运行中，操作过电压、多次谐波都可能能引起复合外套氧化锌避雷器的爆裂、击穿损坏，但生产复合外套的硅橡胶质量不合格、避雷器芯体管套质量不合格、阀片的质量不合格、避雷器芯体与复合外套分离、生产工艺的质量控制不严及避雷器厂家质量意识淡漠等因素都是构成避雷器损坏的极为重要的原因。本文着重分析了这几个极为重要的原因形成的因素。关键词：复合外套，硅橡胶，阀片，芯体管套，生产工艺，质量意识。前言：氧化锌避雷器以其优良的伏安特性在电网技改中得以广泛地应用，但从实际的运行中因质量低劣而发生了不少的爆裂、击穿等运行事故，特别是最近一
2、个时期，部分运行的复合外套氧化锌避雷器发生的质量事故呈上升趋势，电机型复合外套避雷器反映的问题更为严重。这些都对电网的安全运行带来了许多隐患，本文从复合外套氧化锌避雷器生产工艺和质量的角度，对事故避雷器从生产及检验的角度进行了较为详尽的的分析，以便于检测人员在进行质检时借鉴本文而对避雷器进行更为全面的检验。一、 避雷器的损坏统计及现象表述自 2011 年 2 月以来，对各变电站因损坏而更换下的避雷器进行了统计和分析，统计的结果如下表：变电所名称 损坏避雷器位置 避雷器型号 检测及更换人胜一变 4#电机 YH1.5WD13.5/31 仝建军石油大学 三配甲线 YH5WS10/30 王俊霞胜三变
3、1#电机 YH1.5WD13.5/31 刘喜军坨四变 3#电机 YH1.5WD13.5/31 王军坨七变 4#电机 YH1.5WD13.5/31 赵军在损坏的五只避雷器中，有三只避雷器芯体外壳已被烧成泡沫状黑炭般的物质，一碰即碎，整个芯体内部只留有一些乌黑的碎末，复合外套的合模缝处有两处烧焦的痕迹，局部的硅橡胶已呈碳化状。另外两只避雷器虽相对完整，但每只合模缝的中部有一片焦烧的迹象，焦烧的外套，一碰即碎。将这五只事故避雷器剖开复合外套，发现其厚度严重偏芯，都是一遍厚一边薄，厚的一边大约 3.5 毫米，薄的地方象纸一样，半个毫米都不到。用刀在损坏的避雷器端部将复合外套解剖，复合外套根本就没有与避
4、雷器芯体粘合，也没有与芯体端部的金具粘合，而像是套在芯体上似的，稍微用劲就能撕下。二、 损坏要因分析复合氧化锌避雷器是提高设备耐雷水平、降低雷电跳闸率的最直接有效的手段。它残压低，能有效地保护相关电气设备的绝缘不受雷电过电压（大气过电压）的伤害。还能在一定限度内吸收操作过电压、暂时过电压的能量，保护电气设备的安全运行。与瓷外套氧化锌避雷器相比，除了具备瓷外套氧化锌避雷器的一切优点以外，还具有良好的绝缘性能、防耐污性能、耐老化性能、防爆性能以及体积小、重量轻等优点。当然这一切一切的优点都是在产品质量合格的前提下才能满足的。事故避雷器的质量问题是多方面的。在电网运行中，空载变压器的投入、切断空载线
5、路、切合的开关三相不通气等操作都会产生操作过电压；无功补偿和过滤装置的投入和切换形成的多次谐波，这些都会造成线路避雷器的损坏。通过解剖，我们发现质量不过关是这些避雷器发生事故的重要原因，本文仅从生产的角度剖析这些避雷器发生事故的原因。1、 硅橡胶的质量不合格制作复合外套的硅橡胶材料是由基体材料有机硅橡胶 110-2、起补强作用的白炭黑（气相二氧化硅） 、抗漏电蚀痕的三水化合物及各种填料结构控制剂、过氧化物硫化剂和着色剂等材料组成。正是这些组分的存在，才是复合外套具有良好的耐氧化性能、耐电晕性能、抗臭氧性、良好的耐漏电蚀痕以及强憎水性和憎水迁移性。通过水雾试验，发现这些事故避雷器复合外套的憎水性
6、下降较为严重。拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度也是考察复合硅橡胶合格与否的最要技术参数。而事故避雷器是 2008 年以后安装的，由于运行时间短，复合外套的耐老化性能、耐电晕性能和耐臭氧性无法直接判断，而从灼烧成泡沫状黑炭般的物质来看，耐漏电蚀痕性能是远不达标的，另外不费劲就能将外套撕下，证明复合材料的抗撕裂性能也不合格，因为抗撕裂性能合格的复合材料你是很难撕断的。易撕裂主要是因为生产厂家在生产避雷器的复合外套时为了降低成本而少用甚至不用起补强作用的气相白炭黑，或改用价格相对低廉的固相白炭黑，因此生产的复合外套易老化、易粉化，根本不能满足电网运行的需要。2、避雷器芯体管套质量不合格合格的芯体管套应
7、该使用环氧缠绕玻璃布管或环氧玻璃丝缠绕筒。因为这些材料的气密性、耐油性和介电性能优异，被广泛地应用于有较高节电性能要求的高压电器中，尤其适用于避雷器做主绝缘用。这种绝缘材料即使在避雷器出事时，也不会焦烧，仍能保持一定的绝缘性能。而事故避雷器的芯体居然被烧成炭末状，几乎丧失了绝缘性能。这主要是避雷器厂家不计后果，盲目最求利润而采用回收塑料制成的劣质管套造成的。3、生产工艺不合格避雷器芯体与复合外套分离。避雷器的复合外套必须通过偶联剂和芯体端部金具粘和紧密，绝对不留任何空隙，否则残留的空隙会因为介电常数大，在运行中会因为施加电压而产生气体放电现象，持续性的放电会灼烧复合外套及避雷器芯体，降低避雷器
8、芯体安全，缩短避雷器的使用寿命，危及电网的运行安全。而事故避雷器的复合外套根本就没有与避雷器芯体粘合，也没有与芯体端部的金具粘合，它们之间是存在空气间隙的。复合外套周边厚度不均。复合外套薄的地方甚至不足半个毫米，又恰恰在最容易出事的合模缝处。东营地处沿海地区，空气中漂浮的尘埃盐的成分高，合模缝在正常的运行中容易积累污垢，这些含盐密度高的污垢很容易在潮湿阴雨的天气里发生局部的电晕或放电。电晕或放电极易在合模缝处击穿劣质的复合外套并得以持续发展，直至烧穿芯体外壳，裸露出阀片，甚至会引起避雷器的爆炸。4、生产工序的质量控制不严，避雷器厂家质量意识淡漠。复合外套厚薄不一，厚度的偏差在 3 毫米以上，这
9、对于总厚度只有 56 毫米的外套来说，已经是相当严重了，因为避雷器最易在复合外套薄的击穿、受潮甚至爆炸。对于成规模生产的厂家来说，偏差过大的危害厂家不可能不知道。五只事故避雷器的厚度偏差一样，这也有可能是生产模具坏了，导致生产的复合外套厚薄偏差过大，如果是这样，那在电网上使用的同一类型的避雷器必须全部更换。5、阀片的质量不合格组装每只避雷器需要三只阀片，将烘干的三只阀片依次放入同样烘干的管套里，再用涂有密封剂的金具拧紧，阀片与金具之间不用任何材料而直接接触。事故避雷器的阀片直径比正常阀片小 2 个毫米左右，三只阀片高度比正常阀片矮，即使将金具拧紧也接触不到阀片，于是事故避雷器的厂家就加装了一截
10、钢管一样的东西，虽然能使阀片通过钢管接触到金具了，但是又不能满足避雷器通流容量了。而满足通流容量是考验避雷器合格与否的关键指标，也是避雷器型式试验必做的关键项目。阀片质量的缺陷是避雷器运行出事故的先天因素。作为避雷器主体的阀片是避雷器的核心元件，生产工艺复杂，生产难度大，工艺配方的技术难度要求高，售价相对也高，但每个阀片生产厂家都会有一些次品阀片，这些次品阀片的价格是挺低的。从事故避雷器的解剖来看，厂家为了在竞标中压低报价中标，或降低成本而采用了次品阀片。6、组装细节不合格避雷器的铭牌制作价格极低，供货制作也极为迅速。即使是这样的小部件，厂家也不注意维护自己的产品形象，不拿产品外观质量当回事。
11、避雷器铭牌上有生产日期年月日这一项，在前面有199字样，很明显这是 2000 年以前定制的铭牌。而在事故避雷器的铭牌里竟有 08 字样，于是铭牌出现了 19908 年的生产日期，可见厂家质量意识之淡漠，生产管理之混乱，很难想象这样的管理体制下生产的避雷器能合格。三、结论1、氧化锌避雷器的运行质量既需要预防性试验的保证，也需要厂家的质量意识配合，在同样运行条件下，只有质量过硬的避雷器才能避免事故的发生。2、在招标中，招标单位不能一味地追求投标厂家去竞相压低标价中标，竞相压价带来的只是低劣的产品，在运行中只会贻害无穷。3、对于运行避雷器的检测，除了注意预防性试验和交接性试验的电气参数合格与否之外，还要注意避雷器的外观，包括伞裙、护套、密封性等方面的情况，及时地剔除伞裙粉化、护套老化严重及密封性欠佳的避雷器，将避雷器隐患消除在事故之前。4、对属于事故避雷器同一厂家生产的其它避雷器也应引起足够的重视，防患于未然。参考文献：1、 苏胜新，何金良，等。线路用避雷器应用中的几个关键问题。电磁避雷器。2000 年第4 期复合外套金属氧化锌避雷器损坏分析修 试 中 心王 军 耿广鑫 刘喜军
