對于避雷器瓷套采用粘接工藝可靠性的研究

賽力克·巴合提 張晗 張強 劉開鵬

【摘?要】避雷器是過電壓保護電器，當(dāng)電網(wǎng)電壓升高達到避雷器規(guī)定的動作電壓時，避雷器動作，釋放電壓負荷，將電網(wǎng)電壓升高的幅值限制在一定水平之下，從而保護設(shè)備絕緣所能承受的水平。

【關(guān)鍵詞】避雷器瓷套;雷器粘結(jié)工藝

引言

目前，涉及高電壓等級的是避雷器瓷套大都是采用有機（或無機）粘接式的，這樣的避雷器瓷套存在著機械性能差，抗彎強度低，粘接部分易斷裂，從而影響產(chǎn)品的電氣性能，不能有效滿足對產(chǎn)品的技術(shù)要求和使用要求。

1 故障發(fā)現(xiàn)及檢查情況

1.1避雷器檢查情況

750千伏避雷器型號Y20W2-648/1491BC，平高東芝（廊坊）避雷器有限公司生產(chǎn)?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)避雷器從下往上第一節(jié)斷裂倒塌，第二節(jié)中部摔斷，第三節(jié)中部摔碎、第四節(jié)由于均壓環(huán)保護外觀未受損。

1.2電壓互感器檢查情況

現(xiàn)場檢查線路電壓互感器型號為WVL750-5H，日新電機（無錫）有限公??司生產(chǎn)?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)電壓互感器頂蓋嚴重撕裂，如下圖所示：

1.3 引線及金具檢查情況

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)避雷器頂部L型金具發(fā)生兩頭斷裂、電壓互感器頂部連接金具嚴重變形、A相上方高空連接弓字線受力變形。

2解體試驗情況

2.1避雷器拆解

將氧化鋅閥片芯柱從外瓷套抽出，發(fā)現(xiàn)編號為G011避雷器從下往上第一節(jié)氧化鋅閥片之間鋁墊塊上面有黑色不明物質(zhì)，且芯柱有明顯移位現(xiàn)象。廠內(nèi)技術(shù)人員反饋為運輸過程中避雷器遭受沖擊，鋁墊塊與絕緣桿摩擦產(chǎn)生黑色物質(zhì)?，F(xiàn)場將絕緣桿拆除，用絕緣桿摩擦鋁墊塊，發(fā)現(xiàn)在鋁墊塊與絕緣桿摩擦位置確實產(chǎn)生相同黑色物質(zhì)。廠內(nèi)技術(shù)人員對黑色物質(zhì)進行檢測，為醇酸樹脂，廠內(nèi)將黑色物質(zhì)置于閥片上做絕緣試驗，驗證黑色物質(zhì)未對絕緣造成影響。

2.2外瓷套試驗

2019年8月21日在中國電力科學(xué)研究院對四節(jié)粘接式外瓷套（編號為G011-3、G011-4、G003-3、G003-4）進行超聲波探傷及彎曲負荷試驗。

2.2.1外瓷套超聲波探傷試驗

經(jīng)外瓷套超聲波探傷試驗，未發(fā)現(xiàn)外瓷套異常情況。

2.2.2外瓷套試驗

（1）70%、100%負荷耐受試驗

按照彎曲試驗要求：需對外瓷套進行四個方向逐個彎曲試驗，施加的彎矩值為耐受彎矩值的70%，并保持10秒。在第四個方向時當(dāng)彎矩值達到耐受彎矩值的70%后，將負荷增大至100%，耐受彎矩值，保持60秒。

編號為G003-3、G003-4避雷器外瓷套70%、100%負荷耐受試驗通過。

（2）彎曲破壞試驗

按照彎曲破壞試驗要求，需對外瓷套進行四個方向逐個彎曲試驗，施加的彎矩值為耐受彎矩值的70%，并保持10秒。在第四個方向時當(dāng)彎矩值達到耐受彎矩值的100%后，保持10秒，將彎矩值增大至151 kN.m，直至破壞。

由上表可以看出，編號為G011-3、G011-4避雷器外瓷套彎曲破壞試驗通過，破壞部位均為外瓷套膠裝部位。

3 原因分析

3.1避雷器斷裂傾倒過程

根據(jù)現(xiàn)場視頻監(jiān)控、避雷器及相關(guān)金具斷裂情況分析，避雷器自下而上第一節(jié)瓷瓶首先斷裂，斷裂處上部避雷器在自重作用下引起頂部金具受力斷裂，造成避雷器倒塌，砸落在避雷器旁邊構(gòu)架立柱上。

3.2避雷器膠粘工藝不良

故障避雷器由下向上第一、二節(jié)瓷套中間采用膠粘工藝，分別為本節(jié)瓷套最薄弱部位。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)第一、二節(jié)瓷套斷裂部位均為正中位置，且瓷套斷裂面整齊、“V”型粘接口表面光滑平整未有效融合粘接，形成“兩張皮”開膠狀態(tài)，在微風(fēng)（東北風(fēng)3級）作用下發(fā)生斷裂倒塌。

4 暴露問題的分析

4.1 避雷器膠粘工藝不良

平高東芝（廊坊）避雷器有限公司對外購的避雷器瓷套外協(xié)件工藝質(zhì)量驗證不足，首次將330千伏避雷器瓷套膠粘工藝應(yīng)用到750千伏避雷器上，未進行嚴格的設(shè)計驗證，埋下了斷裂的安全隱患。

4.2缺少運行維護檢測手段

經(jīng)查新疆公司范圍僅有的42相采用膠粘工藝生產(chǎn)的避雷器均為平高東芝（廊坊）避雷器有限公司生產(chǎn)（瓷套均為撫順電瓷廠生產(chǎn)），屬首臺套設(shè)備沒有運行經(jīng)驗。運行維護過程中，缺乏空心式瓷套強度、膠粘工藝質(zhì)量等有效檢測手段，難以掌握設(shè)備運行狀態(tài)。

5 結(jié)論

結(jié)合上述案例，應(yīng)做好相應(yīng)的防范措施，首先應(yīng)強化人身安全風(fēng)險管控。

將采用膠粘工藝生產(chǎn)的42相避雷器列為重點管控對象，用硬質(zhì)固定圍欄進行隔離（隔離范圍應(yīng)大于避雷器倒塌半徑），在圍欄外利用站內(nèi)視頻或望遠鏡等設(shè)備加強巡視檢查，嚴禁靠近巡視和攀爬修試，嚴防人身傷害和設(shè)備損壞事件。

通過上述案例，可知避雷器瓷套采用粘接工藝可靠性不高，應(yīng)將備用間隔剩余同窯次采用膠粘工藝粘接避雷拆除。建議后續(xù)項目采購避雷器不再使用膠粘工藝瓷套，應(yīng)采用一體燒制成型的成熟有良好運行經(jīng)驗的瓷套做好750千伏高壓套管、避雷器等空心式瓷瓶技術(shù)監(jiān)督檢測工作，嚴防類似故障發(fā)生。

參考文獻：

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[3]避雷器設(shè)計生產(chǎn)安裝新工藝新技術(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量檢測實用手冊.2007年5月.

（作者單位：國網(wǎng)新疆檢修公司）