我國氧化鋅避雷器的研制已有數(shù)十年,但大規(guī)模量產(chǎn)、運用氧化鋅避雷器,則是1985年今后的事。最初一方面是原水電部大量進口原裝氧化鋅避雷器,另一方面制作廠也進口元器件組裝產(chǎn)品。這些產(chǎn)品很快地占據(jù)了國內(nèi)部分市場,尤其是在高壓、超高壓電網(wǎng)及新投入的變電站中,幾乎均選用了氧化鋅避雷器。現(xiàn)在,我國氧化鋅避雷器的出產(chǎn)已具有一定規(guī)模,并基本上實現(xiàn)了全國產(chǎn)化,制作水平已達到了70時代末80時代初的世界水平,產(chǎn)量也能滿意國內(nèi)市場的需要。
但是各廠的制作水平高低不齊,第一類是引入了氧化鋅避雷器制作技術和設備的廠家。掌握了較先進的工藝和現(xiàn)代化設備,有能力大規(guī)劃產(chǎn)出高水平、高電壓等級的避雷器。總計可出產(chǎn)標準型閥片29萬片,折合出產(chǎn)標準型110kv級產(chǎn)品9000臺左右,基本上滿意國內(nèi)110kV以上高壓氧化鋅避雷器的要求。這些廠家現(xiàn)在仍然是我國避雷器出產(chǎn)的主導力量。
自行發(fā)展具有較現(xiàn)代化制作設備的廠家這類廠家初具出產(chǎn)規(guī)劃,掌握一定的先進工藝設備,雖未引入國外制造工藝,但基本上已經(jīng)走上了先進工藝的道路,如:噴霧造粒、地道爐燒成,可認為初步具有出產(chǎn)110kv以下高壓氧化鋅避雷器、批量出產(chǎn)中低壓氧化鋅避雷器的才能。這類廠家的產(chǎn)品水平,取決于自身技術隊伍及工人的本質(zhì)。選用振蘑工藝、實驗室手藝作坊式出產(chǎn)廠家這類廠家處于小規(guī)劃出產(chǎn)位置,利用氧化鋅避雷器領域的第一代設備(振磨機、人工混料、手藝造粒、箱式電爐燒成)進行出產(chǎn)。由于工藝滯后,出產(chǎn)效率低,水平有限。雖然也能制作一些高水平產(chǎn)品,但從微觀上看,產(chǎn)品質(zhì)量距離性大。然而這類工廠雖然設備簡陋,但從產(chǎn)品設計上有所突破,彌補了閥片水平的不足,近年也出產(chǎn)出水平較好的、受電力部門歡迎的中低壓避雷器。如,近年誕生的帶串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器就是一個例子。兩廠一所引入了國外技術,客觀上推動了職業(yè)領域的提升。選用先進的工藝道路,不只可以大規(guī)劃工業(yè)化出產(chǎn),還可保證質(zhì)量。這些工藝流程,是當今氧化鋅避雷器工藝發(fā)展的主流,應當盡快推廣運用。
運轉(zhuǎn)情況和事故原因
因為近幾年氧化鋅避雷器投入大面積的運轉(zhuǎn),收到了明顯的效果。例如提高了系統(tǒng)的絕緣水平,尤其是50kv體系,其基準絕緣水平由碳化硅避雷器時代的1550kv降至1425kV。但是,某些廠家出產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量差,運轉(zhuǎn)中事端率太高,給運用部門帶來一些麻煩和不必要的經(jīng)濟損失。這次兩部聯(lián)合調(diào)查組歷時五個多月,對華東、西北、西南、東北、北京、中南等區(qū)域的首要制作和運轉(zhuǎn)廠家進行了深入的調(diào)查。據(jù)調(diào)查組造訪搜集的資料計算(截止1988年3月),我國出產(chǎn)110kV及以上電壓等級氧化鋅避雷器共計2549臺,其間110kV1729臺,220kV722臺,330kV69臺。電力部門還自行引入購買一些產(chǎn)品。截止1987年底,共產(chǎn)生事故16項,其間國產(chǎn)氧化鋅避雷器12項,進口原裝4項。有關110kv及以上氧化鋅避雷器的出產(chǎn)和運轉(zhuǎn)事端計算見表
注:()內(nèi)為未投入運行的臺數(shù)由表1看出,110KV以上電壓等級氧化鋅避雷器的事故率還是偏高的。如按110kv以上電壓等級氧化鋅避雷器總產(chǎn)量的50%、投運一年計算,其事故率大約為1年1項/百臺左右。如再計入運行中不合格的淘汰率、返修率,其事故率還需加大3倍。但是,作為一種換代的新產(chǎn)品,運行初期的這一故障率可以理解。另外,籠統(tǒng)看來事故率偏高,而對各具體廠家來說,產(chǎn)品質(zhì)量的差異,引起事故率的差異也不盡相同。有的廠家直到調(diào)查組到達為止,還未發(fā)現(xiàn)任何避雷器出現(xiàn)事故,也未看到水電部任何部門的事故通報及信息。從表1中看出,某廠家共生產(chǎn)氧化鋅避雷器1000多臺,而僅損壞2臺(2臺中還有一起是由于操作方式不當引起的。所以,這些廠家的產(chǎn)品,理所當然會得到電力部門使用者的信賴。相反,某些工廠生產(chǎn)的氧化鋅避雷器,其事故率很高。有些工廠誤認為,把氧化鋅閥片往瓷套中一塞就是產(chǎn)品,根本沒有完善健全的工藝控制及必要的安裝條件,致使避雷器頻繁爆炸,從而被使用部門拒絕使用。從調(diào)查組收集到一些廠家的事故報告及事故現(xiàn)場殘骸的分析看出,16起氧化鋅避雷器運行事故中,14起是由進口閥片組裝的產(chǎn)品和進口的原裝產(chǎn)品,而且大多數(shù)事故發(fā)生在無雷擊無操作的工況下。在成都地區(qū),有一相避雷器投運后僅帶電30分鐘就發(fā)生了事故,另外有六臺產(chǎn)品運行不足三個月也發(fā)生了事故。經(jīng)分析,這些事故避雷器所用閥片都是進口的閥片,甚至產(chǎn)品芯體零部件及防爆裝置都是進口的。相對而言,水平暫時遜色的國產(chǎn)閥片及國產(chǎn)零部件組裝的全國產(chǎn)化氧化鋅避雷器,幾乎很少發(fā)生事故(個別小廠除外)。氧化鋅避雷器發(fā)生事故的具體原因有如下幾種:
1.產(chǎn)品受潮產(chǎn)品受潮有兩個途徑:一是氧化鋅進雷器密封不良或漏氣,帶進潮氣或水分抓二是氧化鋅避雷器密封良好,卻由安裝過程中元件或環(huán)境中帶入水分。兩種途徑產(chǎn)生相同的結(jié)果。從事故產(chǎn)品的殘骸看出,氧化鋅閥片沒有通流痕跡,閥片兩端噴鋁面沒有發(fā)現(xiàn)大電流通過后的放電斑痕。而在瓷套內(nèi)壁或閥片側(cè)面卻有明顯的閃絡痕跡,在金屬附件上有銹斑或鋅白,這就是產(chǎn)品受潮的證明。從本次調(diào)查中,我們發(fā)現(xiàn)導致事故的某些原因是極易克服和避免的,但卻沒有引起高度重視。例如,某廠曾將多臺運行不足三個月的產(chǎn)品進行現(xiàn)場帶電檢測,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的泄漏電流嚴重增大,不得不將其運回工廠返修。經(jīng)解體發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部受潮,而把芯體(閥片、絕緣桿件等)進行烘干處理后,閥片的參數(shù)及絕緣件性能又恢復如初。
2.運行部門操作不當北京地區(qū)房山變電站及唐山變電站發(fā)生的兩起事故,是在變壓器與系統(tǒng)分開、中性點不接地的工況下,沒有合中性點臨時接地開關,因操作致使氧化鋅避雷器損壞的。無間隙氧化鋅避雷器的工頻過電壓耐受能力有限,加之選用避雷器偏低,因此在過電壓作用下連續(xù)動作,最終發(fā)生熱崩潰而損壞。除了上述四點原因外,還有一些至今尚未完全暴露,而值得與制造廠及使用者商榷的問題:
3.芯體用拉桿的結(jié)構、材質(zhì)、耐壓不合要求從事故產(chǎn)品解體分析發(fā)現(xiàn),由于進口閥片電位梯度高,使芯體有效高度比瓷套高度短40mm左右,而某廠卻采用一段金屬管集中短路,這就使瓷套內(nèi)腔的有效爬電距離僅有50~60omm。在這樣短的絕緣距離下,設計者偏偏又選用了工藝質(zhì)量差、有氣孔的ABS工程塑料作拉桿,加上拉桿材料使用前又未作耐壓試驗。種種因素聚合,使其在運行中,僅因拉桿擊穿,引起內(nèi)閃就發(fā)生多起事故。前述成都地區(qū)投運30分鐘發(fā)生的一起事故,分析是拉桿閃絡引起的。
4.芯體散架使用三根拉桿固定閥片,當芯體上的壓力彈簧壓縮量不夠理想時,在運輸或受機械振動后,閥片則容易自行掉出拉桿,使芯體“散架”。相反,若采用四根拉桿,空檔的弦長可縮短23%,閥片就不容易自動掉出了。


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