10kV酸化亜鉛避雷器の爆発原因の分析
1.10kV酸化亜鉛避雷器の爆発原因の分析
現在、10 kVの配電網では、雷過電圧による配電設備の損傷を防ぐために、配電用の酸化亜鉛（ZnO）避雷器（サージアレスタとも呼ばれます）が多数使用されています。 動作中に、一部の酸化亜鉛アレスタは、品質の問題と不十分な動作および保守のために故障します。 故障後、10kVの配電線は酸化亜鉛避雷器を介してアースに接続されます。 この場合、絶縁障害は停電で処理する必要があります。 そのため、電源の信頼性はある程度低下します。
1.酸化亜鉛避雷器の故障の原因の分析
例1：10kV配電線で地絡が発生しました。 ラインを検査したところ、酸化亜鉛避雷器が故障していることがわかりました。 酸化亜鉛避雷器を交換した後、ラインは再び正常に動作しました。 故障した酸化亜鉛アレスタを分解したところ、シリコンゴムのジャケットが壊れていて、酸化亜鉛アレスタ&＃39;のバルブディスクの側面に明らかなアークチャネルがあったことがわかりました。 しかし、バルブディスクは&＃39;割れたり壊れたりしませんでした。 バルブディスク（全部で4つ）が壊れていないので、バルブディスクが劣化しなかったことを意味します&＃39;。 劣化して酸化亜鉛避雷器が故障した場合、故障はサイドフラッシングではなくバルブディスクの爆発として現れます。 この例では、酸化亜鉛避雷器のバルブディスクと絶縁シリンダーの間にエアギャップがあり、キャビティの呼吸によって湿気が侵入しやすくなっています。 バルブディスクの側面に水分がたまり、側面の絶縁強度が低下します。 過電圧の作用下で、フラッシュオーバーがバルブディスクの側面に沿って発生し、アークチャネルを形成します。
例2：これは酸化亜鉛避雷器の故障です。 酸化亜鉛避雷器を分解したところ、内部の金属部品の腐食は見られず、バルブディスクやアルミ溶射面の内部にも放電は見られず、バルブディスクの側面にはアークチャネルのみが見られました。 サイドフラッシングの原因は、メーカーが接着剤注入を採用して、酸化亜鉛アレスタバルブディスクと外部絶縁シリンダーの間の空洞を排除していることです。 射出温度が高い、約200°C。絶縁釉薬とバルブディスクの熱膨張係数の差が大きいため、高温の接着剤注入により、絶縁釉薬に小さな亀裂が生じ、過電圧下で絶縁強度が低下し、フラッシュオーバーする可能性があります。
上記の2つのケースでは、バルブ側のフラッシング障害が分析されました。 他の故障事例と組み合わせて、サイドフラッシングの主なコースは次のとおりであると考えられます。 （ii）バルブディスクの側面にある損傷した絶縁釉薬。 （iii）バルブディスクと外部絶縁体の間の表面が悪いなど。 これらの原因により、側面の絶縁強度が低下します。 10kVラインでバルブの破損と地絡が発生しました。 ライン検査中に、酸化亜鉛避雷器が破裂したことが判明しました。 交換後、回線は正常に動作しました。 故障した酸化亜鉛避雷器を分解した後、そのシリコーンゴムジャケットが壊れているのが見つかり、2つのバルブディスクにひびが入り、2つが粉々になりました。 ただし、サイドフラッシングの痕跡は見られませんでした。 異なる電流でのバルブディスクの故障外観と損傷特性に基づいて、バルブディスク損傷の理由を分析しました。 酸化亜鉛避雷器は雷過電圧にさらされ、バルブディスクに雷電流が流れました。 このような雷電流はインパルス電流波であるため、電流密度は非常に大きかった。 ただし、インパルス電流はバルブディスクに均等に分配されません。 ローカルバルブディスクの雷インパルスの電流密度が許容限界値を超えると、バルブディスクが破壊されます。 雷電流にはほとんどエネルギーが含まれていないため、バルブディスクは通常、破損したり爆発したりすることはなく、ひびが入るだけです。 バルブディスクの破損の理由：酸化亜鉛避雷器は4つのバルブディスクで構成されています。 通常の状況では、4つのバルブがシステム電圧を負担します。 それらのうちの2つが破損して劣化すると、システム電圧が残りの2つのバルブディスクに印加され、劣化が加速され、最終的には電源周波数電圧でバルブディスクが破壊されます。
電源周波数電源のエネルギーが大きいため、バルブディスクが破損または爆発します。 現在の酸化亜鉛アレスタの最新の規格によれば、酸化亜鉛アレスタは、65 kA（または40 kA）の2回の雷電流の衝撃に耐えることができるはずです。 10kVシステムでは、65kA（または40kA）を超える雷電流が酸化亜鉛避雷器を流れることは不可能です。 これは、雷電流が酸化亜鉛避雷器を流れる方法が2つあるためです。（1）ラインに沿って来る波、（2）直接落雷です。 65 kA（または40 kA）の雷電流は10 kVラインの耐雷レベルをはるかに超えているため、ラインに沿って流れる雷波の電流が65 kA（または40 kA）を超えることは不可能です。 落雷がタワーに直接当たる場合、落雷電流は65 kA（または40 kA）を超える可能性があります。 この値は、10 kVポールタワーの耐雷レベルをはるかに超えています。これにより、ラインが複数のフェーズでフラッシュオーバーし、フェーズ間の短絡とクイックブレークトリップが発生します。 この場合、障害はクイックブレークトリップのないラインの単相接地のみであるため、直接落雷が発生します。 したがって、雷電流が65 kA（または40 kA）を超えることは不可能です。 酸化亜鉛避雷器の故障の原因は次のとおりです。酸化亜鉛避雷器のバルブは、雷の衝撃に耐える能力が低い。 それらのうちの2つは、雷電流の作用で破裂し、残りのバルブディスクが破損し、ジャケットが破裂します。
2.事故対策
10kV配電酸化亜鉛アレスタバルブディスクの不良側フラッシング防止能力とエネルギー耐性能力に対して、以下の対策が提案されています。
1）酸化亜鉛アレスタを事前にテストし、酸化亜鉛アレスタのUmAおよび0.75U mAリーク電流を定期的に測定して、劣化または湿気がないかどうかを確認し、できるだけ早く効果的に対処します。
2）酸化亜鉛アレスタバルブディスクのサイドフラッシング防止機能の要件を技術仕様に明記してください。 バルブディスクと断熱シリンダーの間にエアギャップのない構造が必要であり、断熱釉薬の耐熱レベルについて明確な要件を定義する必要があります。
3）バルブディスクに必要な大電流インパルス耐性能力は65 kAです（この能力はバルブディスクのエネルギー耐性能力を反映しています）。
4）優れた製品品質と評判の良いメーカーを選択してください。
3.結論
動作中の10kV分布酸化亜鉛サージアレスタの故障の主なモードは、バルブディスクのサイドフラッシングです。これは、シール不良、バルブディスクの絶縁釉薬の損傷、およびバルブディスクと外部とのインターフェース不良によるものです。絶縁。 酸化亜鉛避雷器の動作信頼性を向上させるためには、避雷器を選択する際にサイドフラッシング防止機能とバルブディスクの品質を確保し、動作中に試運転を行う必要があります。