防爆自动脱离型氧化物避雷器新产品介绍

在电力系统中，避雷器已经成为电网安全运行中必不可少的设备。就其外绝缘来讲，主要有瓷外套和复合外套两种。在国内，瓷外套绝缘的避雷器由于爆炸引发的伤及设备和人身安全事故已不罕见。尽管35kV电压等级以上的避雷器均设有压力释放装置且通过型式试验，但因产品在运行中由于所遇到的雷电波幅值及波形陡度等因素的随机性与型式试验条件不完全等价，所以压力释放装置也不是十分可靠的。而对于10kV电压等级的瓷外套绝缘的避雷器就根本没有压力释放装置，所以爆炸问题也就尤为突出。对于复合外套绝缘的避雷器，在国内结构上五花八门，但大体上可归为两类：一、是用无纬带缠绕阀片(即金属氧化物非线性电阻片，以下简称阀片)和硅橡胶模压而成；二、是用高强度绝缘筒和硅橡胶压制成复合外套。
第一种结构的产品对工艺的要求非常高，否则局部放电就会在其内部的材料缺陷中发生，最后将会在层与层的界面间产生电弧而损坏，导致电力系统停电事故；而且避雷器均有寿终的一天，此种避雷器避免不了给电力系统造成永久性接地故障问题，势必给电网的安全运行带来隐患。
对于第二种结构，当避雷器发生内闪或阀片老化损坏后，绝缘筒内将产生的高温高压气体使阀片从上、下密封端射出危及周边设备及人身安全，为了解决以上问题，有些厂家将绝缘筒钻洞作为释放内部压力的缺口，这样一来，虽解决了阀片喷射而出的问题，却带来了故障电弧顺洞而出，从而导致相间短路的更大的电力系统故障的发生。
综上所述为解决此问题，国内外大都设计了一种脱离装置，将其设在避雷器内或与避雷器串联使用，企图解决避雷器因不能脱离电力系统引起爆炸或发生电力系统永久性接地的问题。
脱离装置必须满足下列功能的要求：即当避雷器通过雷电流或操作过电压电流时，脱离装置不应动作，而当避雷器老化寿终或因某种因素发生内闪损坏时，就要能够可靠动作，以防避雷器发生粉碎性爆炸或电力系统发生永久性接地事故。
国内外脱离装置种类繁多，总的来说可分为三大类：热爆式、热熔式、熔丝式。这几种脱离装置各有优点。热爆式脱离装置虽动作稳定可靠，但就其动作原理来说，仅适应于中性点直接接地系统，且内部放有炸药，给装配、运输带来很大的不便，若当避雷器受潮后，此脱离装置的内置炸药也即失去作用。热熔式脱离装置是靠阀片老化发热，把热传给特殊的低熔点合金使合金熔化后起作用的；此种脱离器响应时间长，一旦避雷器瞬间受到雷击或其它因素引起非线性电阻部分或全部击穿，或内闪就无能为力了。熔丝式脱离装置在雷电流及操作电流流过不动作的前提下，需较大的故障工频电流流过时才起作用，且分散性大，又不能保证避雷器不爆炸。
本新型10kV交流系统用带防爆脱离装置的避雷器克服了现有产品的缺点，能彻底解决避雷器因不能脱离电力系统引起爆炸或发生电力系统永久性接地的问题，在运行过程中可免维护、免检修，且适用于10kV电力系统中中性点任何一种接地方式。
本产品的工作原理为：当避雷器老化寿终时，避雷器通过阀片传热使焊料熔化，达到脱离目的；当避雷器遭强雷或其它原因引起阀片瞬间部分或全部损坏时，或引起阀片侧面闪络时，产生的高温高压气体冲破底盖，接地线跌落，从而防止避雷器发生粉碎性爆炸和防止因避雷器而造成的电力系统永久性接地故障。
由于阀片是非线性良好的半导体元件，所以避雷器在正常运行时流过避雷器的电流很小，处于绝缘状态；当避雷器遭到雷击或操作开关产生的过电压时则处于导通状态，将多余的能量释放到地，从而把过电压限制到输变电设备能耐受的水平，避免输变电设备遭到过电压的损坏，确保其安全运行。在正常运行状态下，因流过阀片的电流小，发热少，温度低，同时在雷电流或操作过电压的作用下，虽然电流幅值大，但作用时间短，阀片产生的热量也少，且散热大于发热，所以合金焊料一直处于低温状态，不会熔化，可保持正常运行。
避雷器老化时，流过阀片的工频电流不断增大，致使阀片的发热大于散热，温度不断升高，并通过金属导电导热体传给焊料，此时焊料的温度不断升高，最后接近熔化状态，在储能弹簧的作用下，接地螺栓跌落，使避雷器退出电网运行，避免粉碎性爆炸和电力系统永久性接地的事故发生。
当避雷器遭强雷击或其它原因引起阀片瞬间部分或全部损坏，或引起阀片侧面闪络时，工频续流电流通过避雷器， (因合金焊料的响应时间长来不及熔化，其脱离功能失效)在阀片柱及绝缘筒之间将产生高温高压气体，将避雷器底盖冲破，接地线跌落。避雷器完成了防爆自动脱离的任务，确保了电网的安全运行。
阀片作为避雷器的核心元件，直接影响避雷器的电气性能。目前国内的阀片水平大部分停留在自1985年引进日本日立公司的阀片技术上，甚至有的厂家由于工艺上或生产设备上的原因，还达不到引进水平，乃致出现倒退。而我公司在原有引进阀片的生产技术基础上通过消化吸收，在以下几方面均有所改进和创新：
1、压比
按照国标“GB11032—2000"中规定的电气性能参数10kV交流系统避雷器用 35阀片压比为1.9—2之间即可满足其要求。而我公司生产的 35阀片压比均在1.8以下。由运行经验表明，影响WG MOA安全运行，除因内腔受潮外，主要是因低电场区特性不良引起的。因此我公司生产的阀片在满足国标规定的雷电冲击残压下，可大大提高直流1mA残压，从而使阀片在电网的持续运行电压下，运行可靠性及老化性都有所提高，同时也可在满足国标规定的直流1mA残压下，大大降低雷电冲击残压以提高其保护水平。
2、大电流冲击通流容量
对10kV电压等级的避雷器，国标“GBl1032—2000"规定，大电流冲击通流容量要达到 65kA，而我公司生产的阀片以80kA进行抽样试验，以确保满足大电流冲击通流容量的要求。
3、2ms方波通流容量
国标“GBl1032—2000"规定，对10kV电压等级的避雷器，配电型2ms方波通流容量为75A；电站型为150A。而我公司生产的阀片分别以2ms方波200A、250A进行筛选，超过了国标要求。同时，本避雷器采用整体模压技术确保其良好的密封，合理的伞型结构大大提高了其外部闪络电 压，电压爬电比距为34mm／kV，广泛适用于任何污秽等级地区。