摘要：我國高壓輸電線路建設(shè)經(jīng)歷時(shí)間長，跨度大，很多變電站、換流站和電廠采用分立式避雷器絕緣底座結(jié)構(gòu)較多，絕緣缺陷問題時(shí)有發(fā)生。介紹了換流站交流濾波器場內(nèi)避雷器特點(diǎn);分析了避雷器絕緣底座缺陷問題;對避雷器絕緣底座提出了解決方法，實(shí)施了絕緣結(jié)構(gòu)的改進(jìn)措施。高壓變電站安全運(yùn)行，需要不斷加強(qiáng)監(jiān)測，保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，及時(shí)加強(qiáng)日常巡檢，尤其是避雷器絕緣性能，確保避雷器的穩(wěn)定性和安全性，降低因缺陷問題造成的事故。

　　關(guān)鍵詞：交流濾波器場;避雷器;絕緣底座;缺陷分析;結(jié)構(gòu)改造

　　0前言

　　避雷器底座自動(dòng)排水裝置是保護(hù)避雷器安全正常運(yùn)行的重要設(shè)施，如果電力系統(tǒng)中避雷器底座積水，會(huì)造成避雷器絕緣不良，避雷器的泄露電流會(huì)通過絕緣低的底座流入接地，影響避雷器泄漏電流監(jiān)測;避雷器的在線監(jiān)測儀所探測的泄露電流數(shù)值不準(zhǔn);若雷擊或過電壓直接對地放電，由于濾波器場設(shè)備排布較為緊密，此放電可能導(dǎo)致臨近設(shè)備支架甚至設(shè)備本體損壞;雷擊時(shí)，雷電流從避雷器經(jīng)過通過地線引入地網(wǎng)，快速泄放。如果底座絕緣偏低，雷電流從基座通過，會(huì)危害人身和財(cái)產(chǎn)安全。

　　電力論文投稿刊物：高壓電器主要報(bào)道高壓電器、高電壓技術(shù)、電力系統(tǒng)及其相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)和科研成果，開展制造運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)交流及學(xué)術(shù)討論，并有超前技術(shù)水平和較高知名度的專業(yè)刊物。

　　傳統(tǒng)的排水方法是手動(dòng)擰開避雷器底座四角螺栓槽放水，然后再安裝好螺栓，耗時(shí)費(fèi)工，效率低下，無法從根本解決問題。為解決以上問題，研究并改造了避雷器底座為防疏一體式導(dǎo)水設(shè)計(jì)，不需手動(dòng)，無需排查，雙重保障，從根本上解決了避雷器底座螺栓槽的積水問題。

　　1交流濾波器場內(nèi)避雷器特點(diǎn)分析

　　目前我國500KV及以上超高壓直流輸電工程建設(shè)較多，通常多地建有換流站，為了有效防止雷擊事故的發(fā)生而往往要在交流一側(cè)安裝相對地避雷器(A)，同時(shí)跨接1-2個(gè)交流濾波器避雷器(FA)。持續(xù)正常運(yùn)行超高電壓中的交流濾波器場，電壓波形為8/20μs交流波形，此時(shí)并聯(lián)在電感線圈附近的避雷器承受的工頻及諧波電壓僅僅是很小部分。但是一旦發(fā)生高壓側(cè)對地閃絡(luò)等故障時(shí)，積存在電容器上的高電壓在倒置作用的情況下會(huì)把能量轉(zhuǎn)移到到電感線圈上，此時(shí)能量經(jīng)過避雷器釋放，數(shù)值瞬間能夠達(dá)數(shù)百千焦,電流值也較大，通常可上升到數(shù)十千安，因此對避雷器絕緣特性要求極高[1]。通常避雷器絕緣底座分為整體式、分體式。

　　實(shí)際運(yùn)行中，整體式絕緣底座發(fā)生問題的案例極少，而分體式底座結(jié)構(gòu)問題較多。因此，交流濾波器場避雷器多為整體式結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)為放電時(shí)能量極大，放電過程持續(xù)時(shí)間長且電流幅值高，電壓諧波分量比較多，電阻片壓比極其嚴(yán)格，保護(hù)水平要求與配套電容、電感工作特性相互匹配，避雷器能夠承載多頻次操作過電壓等。在超高壓設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，通常交流濾波器場上的避雷器需要與儲(chǔ)能元件電容、電感等電氣元器件連接，所以要充分考慮特定工況狀態(tài)時(shí)放電時(shí)能量極大的特性，考慮其元器件間的特性匹配，交流濾波器能夠向避雷器釋放瞬間巨大能量，設(shè)計(jì)時(shí)需要采用儲(chǔ)能元件與多柱避雷器電阻片相并聯(lián)，從而滿足系統(tǒng)的通流能力。

　　與此同時(shí)，避雷器耐受能力要好，其低端放電時(shí)間基本上接近工頻電流波長，需要達(dá)到6.4ms及以上，滿足持續(xù)放電要求;另外由于濾波器場避雷器放電時(shí)電磁能轉(zhuǎn)換成大電流而動(dòng)作，放電電流值受限于避雷器阻抗及故障點(diǎn)外雜散電感，電流幅值往往會(huì)達(dá)數(shù)萬安培，所以500kV～1000kV避雷器多需要標(biāo)稱為最大值達(dá)到20kA的放電電流。避雷器放電波形8/20μs范圍為104A～105A，其值正好與避雷器電阻片電氣特性中的伏-安特性翻轉(zhuǎn)區(qū)重疊，系統(tǒng)電壓上升比較快，所以避雷器電阻片壓比應(yīng)盡量小。由于高壓電網(wǎng)頻率諧波分量較多，而且濾波器投切頻繁，尤其是部分諧波電流分量，對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重電磁干擾，造成電壓諧振震蕩，從而加重避雷器介質(zhì)及導(dǎo)體的附加損耗，影響避雷器的穩(wěn)定性和承載能力，甚至加重避雷器老化。

　　2避雷器絕緣底座缺陷問題分析

　　通過長期跟蹤統(tǒng)計(jì)分析500kV及以上輸電線路避雷器應(yīng)用情況，尤其是其絕緣底座缺陷問題多為避雷器采用分體式底座，其主要問題為：運(yùn)行3-5年的避雷器底座絕緣不合格(小于5MΩ);運(yùn)行8-10年的避雷器底座小瓷套容易產(chǎn)生破裂導(dǎo)致絕緣下降;避雷器常規(guī)試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)避雷器底座對地放電。避雷器固定底座絕緣不良影響故障在線監(jiān)測數(shù)據(jù)中的全電流數(shù)值偏低，影響避雷器實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視的準(zhǔn)確定和及時(shí)性。由于避雷器底座小瓷套采用白色絕緣塊絕緣，縫合螺栓與絕緣塊間存在一定空隙，在潮濕雨季，雨水、潮氣通過空隙滲入絕緣塊與底座鋼板間螺栓螺紋內(nèi)部，造成螺栓銹蝕和漲裂，引起絕緣塊絕緣電阻下降，另外，也容易造成底座小瓷套斷裂、破損等缺陷，從而降低避雷器穩(wěn)定性和運(yùn)行安全性[2]。

　　另外分析表明輸電線路長期運(yùn)行過程中受風(fēng)壓作用引起避雷器振動(dòng)，其絕緣裝置中的瓷桿受扭曲應(yīng)力作用，外部環(huán)境振動(dòng)引起的沖擊力作用以及由于長期線路張力及重力作用，避雷器因重心偏離造成連接底座法蘭中心垂線變形，都容易造成瓷套損害、受損。瓷套一旦受損，其絕緣值下降而不合格，甚至?xí)�引起爬電比距不足，因此在日常試�?yàn)和監(jiān)測過程出現(xiàn)底座放電現(xiàn)象[4]。

　　3避雷器絕緣底座的改造與處理

　　針對避雷器絕緣底座缺陷問題，可以采用兩種方式，一種是把避雷器底座更換為整體式結(jié)構(gòu);另一種是對分體式底座避雷器底座絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。由于避雷器更換底座牽涉到安裝尺寸不符合、施工環(huán)境不允許，需要大批量更換引線等等問題。所以考慮對避雷器絕緣底座進(jìn)行合理改造的處理方案。通過試驗(yàn)，將瓷質(zhì)絕緣底座更換成高強(qiáng)度抗壓性能的高分子絕緣材料;對避雷器絕緣底座的圓柱形型不銹鋼防護(hù)罩進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠有效的防止雨水浸入;加裝C型鏤空式導(dǎo)水墊圈，配合金屬墊片及螺母使用，能夠及時(shí)的疏通導(dǎo)水;采用多層激光焊接工藝，保證鏤空狀均勻分布，受力平衡、經(jīng)久耐用;底座整體采用防、疏結(jié)合的設(shè)計(jì)理念，即能防止雨水浸入，又能及時(shí)疏導(dǎo)雨水排出，提高避雷器整體設(shè)備絕緣性;安裝時(shí)，采用防疏一體式導(dǎo)水安裝方式，通用性強(qiáng)，安全性高[4]。

　　另外，傳統(tǒng)的排水方法是手動(dòng)擰開避雷器底座四角螺栓槽放水，然后再安裝好螺栓，耗時(shí)費(fèi)工，效率低下，無法從根本解決問題。為解決以上問題，研究并改造了避雷器底座為防疏一體式導(dǎo)水設(shè)計(jì)，不需手動(dòng)，無需排查，雙重保障，從根本上解決了避雷器底座螺栓槽的積水問題。通過對改造后避雷器絕緣底座絕緣電阻測試效果試驗(yàn)分析，處理后絕緣電阻顯著升高，處理效果良好。

　　4結(jié)論

　　目前，由于分立式避雷器底座結(jié)構(gòu)應(yīng)用比較多，且高壓變電站需要正常運(yùn)行，因此需要加強(qiáng)監(jiān)測，及時(shí)進(jìn)行合理改造，確保設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行。此次，通過對避雷器絕緣底座缺陷問題進(jìn)行分析，并合理的進(jìn)行改造，解決了雨水侵蝕的風(fēng)險(xiǎn)，保證了避雷器的絕緣能力;通過焊接工藝的改進(jìn)，增強(qiáng)了底座的穩(wěn)定性;采用防疏一體式導(dǎo)水安裝方式，通用性強(qiáng)，安全性高。另外，避雷器長期處于外部，受潮濕、雨水、自身重力等因素影響，應(yīng)加強(qiáng)全電流監(jiān)測、在線監(jiān)測及確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，及時(shí)加強(qiáng)日常巡檢，關(guān)注分體式絕緣底座結(jié)構(gòu)變化情況，確保避雷器處于安全運(yùn)行狀態(tài)。

　　參考文獻(xiàn)

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　　作者：吳澤宇，韓琳琳