10kV線路過電壓保護(hù)器的故障成因與運(yùn)行維護(hù)

劉曉林

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力已成為人類社會(huì)不可或缺的能源。因此保證電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是發(fā)電廠安全生產(chǎn)工作的重中之重。但是在電力生產(chǎn)過程中，電氣設(shè)備在多種因素影響下，會(huì)產(chǎn)生電壓波動(dòng)，這種波動(dòng)往往會(huì)產(chǎn)生大于電氣設(shè)備的額定電壓，會(huì)損壞電力設(shè)備的絕緣甚至造成擊穿。因此發(fā)電廠要重視電氣設(shè)備的過電壓?jiǎn)栴}，對(duì)其進(jìn)行消除，保護(hù)電氣設(shè)備。本文基10kV線路過電壓保護(hù)器的故障成因與運(yùn)行維護(hù)于展開論述。

關(guān)鍵詞：10kV線路;過電壓保護(hù)器;故障成因;運(yùn)行維護(hù)

前言：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和發(fā)展人們對(duì)于電力的需求越來越大，由此電力系統(tǒng)得到了快速的發(fā)展。其中10kV線路給人們生活所帶來的影響以及具體的支撐作用越來越重要，所以在社會(huì)之中其相應(yīng)的管理結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的行業(yè)都有維護(hù)和檢修的職責(zé)，以此確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。過電壓保護(hù)器能夠保證該線路的正常運(yùn)行，除此以外它自身所具有的經(jīng)濟(jì)性、壽命長等特點(diǎn)更是在10kV線路之中應(yīng)用廣泛，所發(fā)揮的作用也越來越大。由此能夠發(fā)現(xiàn)過電壓保護(hù)器的運(yùn)行狀況將會(huì)直接決定到線路的運(yùn)行狀況，對(duì)此一定要積極開展相應(yīng)的維護(hù)工作，以保證整體線路的正常運(yùn)行。

一過電壓概述

電力系統(tǒng)中，過電壓使設(shè)備電壓遠(yuǎn)超額定電壓，會(huì)對(duì)電氣設(shè)備自身造成損壞。在一般情況下，電氣系統(tǒng)產(chǎn)生的電壓不會(huì)過大，不會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞，但如果出現(xiàn)非正常運(yùn)行環(huán)境與工況，就可能會(huì)產(chǎn)生過電壓。如果設(shè)備出現(xiàn)長期過電壓的情況，就會(huì)影響其正常運(yùn)行，并對(duì)設(shè)備和人員帶來極大的安全威脅，因此需要引起重視。理論上，設(shè)備的過電壓分為外部過電壓和內(nèi)部過電壓兩方面。外部產(chǎn)生過電壓，主要是受自然因素影響的，如雷、電等;而內(nèi)部產(chǎn)生過電壓，主要是電氣設(shè)備內(nèi)部能量變化產(chǎn)生的，主要包括：諧振過電壓、操作過電壓、工頻過電壓等，此三種中諧振過電壓的危害最高，稍有不慎，就會(huì)對(duì)電氣設(shè)備造成毀滅性的危害。操作過電壓出現(xiàn)頻率較低，是由于人員操作產(chǎn)生的，出現(xiàn)過電壓的時(shí)間較短暫，危害程度有高有低。工頻過電壓是受電容效應(yīng)影響產(chǎn)生的過電壓現(xiàn)象，實(shí)際危害較低。無論哪種形式的過電壓，都需要得到發(fā)電廠的重視，將設(shè)備的損壞降到最低。

二過電壓保護(hù)器的工作原理

2.1有間隙

有間隙的過電壓保護(hù)器通常情況下有兩種基本的類型。其一，四間隙類。該類型的就是將間隙和ZnO相互融合在一起，以此起到一定的保護(hù)作用。這主要是因?yàn)樵谄渫瓿煞烹娭罂梢择R上進(jìn)行滅弧，所以就沒有截流或者是續(xù)流，具有很強(qiáng)的沖擊性能，但是壽命一般比較短。在單相接地的情況下能夠保證長期穩(wěn)定的運(yùn)行，但是無法對(duì)寄生電容產(chǎn)生適應(yīng)性，所以穩(wěn)定性能無法得到有效保證（梁瑾龍，探討10kV線路過電壓保護(hù)器運(yùn)維及故障分析：電子制作，2016）。其二，三間隙，也就是星式，它的主要特點(diǎn)就是不存在接地保護(hù)單元間隙，所以結(jié)構(gòu)及其簡(jiǎn)單，不會(huì)受到外界環(huán)境的影響。

2.2無間隙

該類型最著名的就是三相組合式的，其電阻材料使用了非線ZnO，在經(jīng)過加工之后在硅膠套之中封裝而成。這種類型的保護(hù)器具有一定的非線性伏安特征，能夠保護(hù)供電系統(tǒng)。

三10kV線路過電壓保護(hù)器故障原因分析

3.1過電壓保護(hù)器自身質(zhì)量不合格

過電壓保護(hù)器的質(zhì)量不好通常是以下因素造成的：第一，設(shè)計(jì)過電壓保護(hù)器時(shí)，設(shè)計(jì)和過程本身不合理。第二，在加工制造過程中，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)沒有緊密結(jié)合，從而導(dǎo)致缺陷發(fā)生。第三，過電壓保護(hù)器內(nèi)絕緣子間爬升設(shè)置不合理。第四，過電壓保護(hù)器結(jié)構(gòu)框架壓力和熱性能不符合標(biāo)準(zhǔn)。第五，氧化銅閥門材料不合格。第六，波流缺乏所需的容量。

3.2氧化鋅和避雷線質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)

氧化鋅材料是電壓保護(hù)器的電阻材料，因此質(zhì)量好或壞與過電壓保護(hù)器是否正常工作有直接關(guān)系。目前，很多企業(yè)為了最大限度地利用自己的利益，在選材過程中選擇了一些不合格的氧化鋅材料。執(zhí)行此操作會(huì)導(dǎo)致過電壓保護(hù)片性能與其他片材性能有一定的差異，從而相應(yīng)地減少片材之間的通過容量，從而導(dǎo)致泄漏的電流越來越大，氧化鋅片溫度也越來越高，從而為過電壓保護(hù)程序的操作帶來一定的安全選擇避雷線的時(shí)候，過度選擇會(huì)在閃電時(shí)非常容易發(fā)生閃光現(xiàn)象，對(duì)絕緣線產(chǎn)生一定影響，從而導(dǎo)致過電壓保護(hù)程序出現(xiàn)故障。

3.3設(shè)備老化與安裝不合理

長期操作過電壓保護(hù)器必然會(huì)造成設(shè)備老化等問題。一般來說，過電壓保護(hù)程序中的某些部分老化和不可用會(huì)對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，使其無法充分發(fā)揮自己的功能，在這種情況下，整條電源線的安全得不到保證，并且可能會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p失。在安裝過程中，如果安裝過程不是標(biāo)準(zhǔn)的，則在使用后過程中，接觸不良和防雷效果差異等故障的可能性很高，并且會(huì)影響電路的正常使用。

四10kV過電壓保護(hù)器運(yùn)行維護(hù)的具體過程

4.1在線監(jiān)測(cè)的有效利用

在線監(jiān)測(cè)的基本原理是檢測(cè)10kv線路過電壓保護(hù)程序的紅外輻射信號(hào)，并獲得其熱狀態(tài)特性以判斷保護(hù)裝置是否正常。在線監(jiān)測(cè)在線路的維護(hù)和運(yùn)行中至關(guān)重要。因此，要合理開發(fā)過電壓保護(hù)程序檢測(cè)，檢查及時(shí)更新的電源設(shè)備，在雷暴中重點(diǎn)檢查過電壓保護(hù)程序的運(yùn)行情況，周期性監(jiān)測(cè)好，以確保問題及時(shí)有效地解決。在監(jiān)控過程中，應(yīng)不斷創(chuàng)新過電壓保護(hù)器的檢測(cè)系統(tǒng)，以優(yōu)化在線監(jiān)控的效率和質(zhì)量。主要監(jiān)控手段包括紅外成像、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。

4.2保護(hù)器的合理維護(hù)

線路的正常運(yùn)行離不開過電壓保護(hù)裝置的支持，保護(hù)裝置的正常運(yùn)行離不開工人的定期維修和保護(hù)。首先，在安裝10kv線路過電壓保護(hù)程序之前，請(qǐng)對(duì)其進(jìn)行日常監(jiān)控，以確保過電壓保護(hù)程序的正常運(yùn)行，并防止異常保護(hù)程序正常運(yùn)行。第二，在操作和維護(hù)過電壓保護(hù)程序的過程中，維護(hù)人員必須及時(shí)執(zhí)行適當(dāng)?shù)木S護(hù)任務(wù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)仔細(xì)檢查過電壓保護(hù)程序的性能，找到問題的根源，并利用專業(yè)的電源知識(shí)采取相應(yīng)的糾正措施。在施工過程中，施工人員要按規(guī)定安裝過電壓保護(hù)器，避免線路運(yùn)行出現(xiàn)問題。

4.3對(duì)保護(hù)器的創(chuàng)新研究

在10kv過電壓保護(hù)器運(yùn)行時(shí)，諧波會(huì)影響保護(hù)器的正常運(yùn)行，從而減少保護(hù)器的使用時(shí)間，并且可能導(dǎo)致保護(hù)器出現(xiàn)故障。因此，為了解決這些問題，更換現(xiàn)有保護(hù)設(shè)備至關(guān)重要。過電壓保護(hù)的創(chuàng)新是在保留原始保護(hù)裝置的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，減少各種線路異常問題的發(fā)生。新型保護(hù)帶配備脫軌裝置，可以減少線路隱患，在線路上創(chuàng)造安全健康的運(yùn)行環(huán)境。因此，過電壓保護(hù)器的安全操作必須通過持續(xù)的創(chuàng)新研究來確保線路安全，有效減少事故災(zāi)害。

五結(jié)束語：

綜上所述，對(duì)10kV線路的過電壓保護(hù)，應(yīng)結(jié)合過電壓產(chǎn)生的原因及保護(hù)過程中出現(xiàn)的問題，采取一定的措施，例如加強(qiáng)變壓器出口避雷器維護(hù)及預(yù)試工作、設(shè)置放電間隙、減少操作過電壓及設(shè)備接地故障等，來對(duì)10kV線路進(jìn)行過電壓保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]王杰，熊立新.咸寧電網(wǎng)110kV變電站主變中性點(diǎn)過電壓保護(hù)[J].通訊世界，2019，26（04）：192-193.

[2]王磊磊，郭陽，李媛.城市配電網(wǎng)過電壓與接地保護(hù)方式探討[J].通訊世界，2019，26（04）：209-210.

[3]陳丹燕，張光成，王勇，劉濤.MMY一級(jí)水電站過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)[J].云南水力發(fā)電，2019，35（02）：103-104+108.

[4]劉晨，王鵬.特高壓直流輸電控制保護(hù)特性對(duì)內(nèi)過電壓的影響[J].通訊世界，2019，26（03）：164-165.

[5]羅德榮，賀銳智，黃守道，張志剛，候維楊.MMC子模塊電壓分組檢測(cè)中過電壓防護(hù)策略研究[J/OL].電工技術(shù)學(xué)報(bào)：1-13[2019-06-25].