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无间隙氧化锌避雷器动作负载试验, 氧化锌避雷器吸收能量能力认识问题

来源:网络    发布于:2012-4-9 13:28:23    点击:426    品牌:登瑞电气    【进入产品中心

误把MOR加速老化试验当作寿命试验

20世纪七八十年代,有人对MOR115±41000 h、施加电压Uc的加速老化试验结果推算出无间隙氧化锌避雷器在40℃以下运行的等价寿命达百年及以上。但运行经验表明,设备投运时间不长就因MOR劣化而将无间隙氧化锌避雷器过早淘汰掉的情况屡有发生。实践证明,标准中规定的“加速老化试验”不是无间隙氧化锌避雷器的寿命试验。IEC9941991)中特别指出:MOR的老化寿命“仍在研究中”。西方一些**标准中还指出:“利用(型式或出厂)试验结果来判断无间隙氧化锌避雷器在电力系统中长年使用的老化状况通常是困难的,今后还需研究一种切实有效的试验方法”。

按加速老化试验结果推算,无间隙氧化锌避雷器40℃以下运行的等价寿命可达百年或以上的结论早已被推翻。时至今日,在解释GB110322000修正稿时仍有人宣称:“无间隙氧化锌避雷器能耐受加速老化试验1000 h,避雷器则能在持续运行电压下运行100年”。这样的结论不知是否*近又做了相关的试验,是否能保证所生产的无间隙氧化锌避雷器起码在25年内不会因自身老化而损坏。若果真如此,实为大幸。

无间隙氧化锌避雷器在使用寿命期间(数十年)是否能承受持续运行电压是当今一个还没有解决的试验技术难题。IEC9941991)第752条中明确指出:“本(加速老化)试验程序是为了确定动作负载试验中所使用的UCTUr电压值而设计的”。并特别说明“此条是临时性的,因为金属氧化物电阻片(MOR)的老化仍在研究中”。无间隙氧化锌避雷器动作负载试验本应在老化试验后进行,在未老化的MOR上进行动作负载试验必须加一个足够的老化影响系数,以补偿老化试验之后增加的功率损耗,这就是IEC9941991)设计加速老化试验的由来。

现在看来,由现行加速老化试验方法决定的补偿系数程度还不够。建议无间隙氧化锌避雷器应在运行电压下进行长期(数kh)的实测。此外,生产企业进行例行加速老化试验来验证每批MOR的稳定性是必不可少的。

4 误把SiCA动作负载当作无间隙氧化锌避雷器动作负载

避雷器的动作负载试验原是为有串联间隙避雷器设计的,是模拟连接在交流电力系统中的避雷器在过电压下击穿间隙时,放电电流流过后间隙绝缘恢复、截断工频续流、又隔离电网电压恢复正常这一连串动作状态而进行的试验,目的是检验避雷器能否反复完成规定次数的动作灭弧而进行的试验。过去国内和前苏联称为续流试验(又称灭弧试验),西方称为动作负载试验。串联间隙设计中只限制雷电过电压不限制操作过电压者,规定用雷电(短波的大电流)冲击动作负载试验验证;承担限制雷电过电压和操作过电压两项任务者,规定用操作(长持续时间电流)冲击动作负载试验验证。

无间隙氧化锌避雷器无串联间隙隔离电网运行电压,MOR长期吸收电网能量发热,特别是当MOR上电压分布不均匀时温度很高。介绍了两节110kV220 kV 无间隙氧化锌避雷器的试验结果,实测*大温度上节达149℃,只要有过电压(不论是雷电的还是操作的)无间隙氧化锌避雷器就导通(动作),流过电流为雷电动作电流或操作动作电流或这两种电流叠加。MOR处在热状态时叠加这些动作电流,无间隙氧化锌避雷器实际上是在注入动作电流时的热稳定,与SiCR是完全不同的。不能将SiCA动作负载试验照搬到无间隙氧化锌避雷器。

GB110322000612条规定;Ur90 kV以下的无间隙氧化锌避雷器,用雷电(大电流)冲击动作负载试验验证这是不对的:

1IEC9941991)从未规定Ur90 kV以下的无间隙氧化锌避雷器用雷电(大电流)冲击动作负载试验验证。

2Ur90 kV以下的无间隙氧化锌避雷器有的用于保护容量几百MVA的电力变压器(Un366 kV)线圈侧是相当重要的。

3Ur90 kV以下的无间隙氧化锌避雷器是流过操作过电压负载的。若用试验验证无间隙氧化锌避雷器的能量耐受能力,就应尽量用电流冲击持续时间和幅值产生的实际应力。试验表明,能量能力的统计,雷电冲击的能量应力要比操作冲击的低。有人会说,施加大电流冲击(410μs)就是从能量考虑。是的,但其波长和幅值都不能代表实际应力。还有冲击次数只有2次,这就产生了疑问,无间隙氧化锌避雷器能否承受多次冲击?

综上所述,简言之,GB110322000规定Ur90 kV以下的无间隙氧化锌避雷器用雷电(大电流)冲击动作负载试验验证,这不符合无间隙氧化锌避雷器运行实际工况,试验时注入能量偏小,是当前Ur90 kV以下的无间隙氧化锌避雷器损坏多、寿命短的主要原因之一。Ur90kV以下的无间隙氧化锌避雷器,同样应用操作(长持续时间)冲击动作负载试验检验。此外,操作冲击动作负载试验中预备试验应用100200μs替代820μs

还有一个对无间隙氧化锌避雷器吸收能量能力的认识问题。有人以为,只要无间隙氧化锌避雷器限制过电压一次吸收能量不超过验证试验时的注入值,就可认为无间隙-氧化锌避雷器没有能量能力问题,好像与无间隙氧化锌避雷器限压次数无关。实际上不是这样的。这是IEC9941991)的一个缺点,CIGRE无间隙33111999年报告批评“IEC9941991)缺乏试验程序对无间隙氧化锌避雷器正确选择指导关系和保证运行中可接受的很低的故障率”。前苏联文献早就阐述了这个问题,认为验证试验中注入的能量值是“原始通流容量储备”,无间隙-氧化锌避雷器每限压1次就从这“储备”中消耗一些,“储备”被消耗光了,就认为无间隙氧化锌避雷器使用寿命到了,不能再用无间隙氧化锌避雷器限压。近年来西方一些试验也得出类似的结论。用工频60 Hz峰值电流08600A、冲击电流435 kA3个制造厂生产的大量MOR试品进行了试验,每种电流施加到直至试品被破坏为止,得到通过MOR的电流平均值对数与破坏时间平均值对数之间的线性关系,即logI=-log tC的结果,并认为,这对决定能量吸收能力和避雷器应用中的安全裕度将是很有用的工具。

关于现行无间隙氧化锌避雷器试验方法存在的问题,还不仅是上述所举的3个。例如无间隙氧化锌避雷器对湿气和局部放电量比SiCA敏感,如何确定它们的允许阈值。提出无间隙氧化锌避雷器在试品冷却到接近+2℃时进行雷电冲击试验,目的是检验无间隙氧化锌避雷器壳体内壁表面上是不是产生了冷凝水珠,是不是能产生沿内壁表面闪络;还提出,是否存在MOR生产质量控制问题,或是不是应增加抽样的要求等,在此不一一列举。本文的目的是提醒人们正确认识现行试验方法,排除误导,重视试验方法的革新。

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