摘要：我國高壓輸電線路建設經歷時間長，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構較多，絕緣缺陷問題時有發生。介紹了換流站交流濾波器場內避雷器特點;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，實施了絕緣結構的改進措施。高壓變電站安全運行，需要不斷加強監測，保障監測數據的準確性，及時加強日常巡檢，尤其是避雷器絕緣性能，確保避雷器的穩定性和安全性，降低因缺陷問題造成的事故。

　　關鍵詞：交流濾波器場;避雷器;絕緣底座;缺陷分析;結構改造

　　0前言

　　避雷器底座自動排水裝置是保護避雷器安全正常運行的重要設施，如果電力系統中避雷器底座積水，會造成避雷器絕緣不良，避雷器的泄露電流會通過絕緣低的底座流入接地，影響避雷器泄漏電流監測;避雷器的在線監測儀所探測的泄露電流數值不準;若雷擊或過電壓直接對地放電，由于濾波器場設備排布較為緊密，此放電可能導致臨近設備支架甚至設備本體損壞;雷擊時，雷電流從避雷器經過通過地線引入地網，快速泄放。如果底座絕緣偏低，雷電流從基座通過，會危害人身和財產安全。

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　　傳統的排水方法是手動擰開避雷器底座四角螺栓槽放水，然后再安裝好螺栓，耗時費工，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水設計，不需手動，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交流濾波器場內避雷器特點分析

　　目前我國500KV及以上超高壓直流輸電工程建設較多，通常多地建有換流站，為了有效防止雷擊事故的發生而往往要在交流一側安裝相對地避雷器(A)，同時跨接1-2個交流濾波器避雷器(FA)。持續正常運行超高電壓中的交流濾波器場，電壓波形為8/20μs交流波形，此時并聯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。但是一旦發生高壓側對地閃絡等故障時，積存在電容器上的高電壓在倒置作用的情況下會把能量轉移到到電感線圈上，此時能量經過避雷器釋放，數值瞬間能夠達數百千焦,電流值也較大，通常可上升到數十千安，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。

　　實際運行中，整體式絕緣底座發生問題的案例極少，而分體式底座結構問題較多。因此，交流濾波器場避雷器多為整體式結構，其主要特點為放電時能量極大，放電過程持續時間長且電流幅值高，電壓諧波分量比較多，電阻片壓比極其嚴格，保護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。在超高壓設計標準中，通常交流濾波器場上的避雷器需要與儲能元件電容、電感等電氣元器件連接，所以要充分考慮特定工況狀態時放電時能量極大的特性，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，設計時需要采用儲能元件與多柱避雷器電阻片相并聯，從而滿足系統的通流能力。

　　與此同時，避雷器耐受能力要好，其低端放電時間基本上接近工頻電流波長，需要達到6.4ms及以上，滿足持續放電要求;另外由于濾波器場避雷器放電時電磁能轉換成大電流而動作，放電電流值受限于避雷器阻抗及故障點外雜散電感，電流幅值往往會達數萬安培，所以500kV～1000kV避雷器多需要標稱為最大值達到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-安特性翻轉區重疊，系統電壓上升比較快，所以避雷器電阻片壓比應盡量小。由于高壓電網頻率諧波分量較多，而且濾波器投切頻繁，尤其是部分諧波電流分量，對周圍環境造成嚴重電磁干擾，造成電壓諧振震蕩，從而加重避雷器介質及導體的附加損耗，影響避雷器的穩定性和承載能力，甚至加重避雷器老化。

　　2避雷器絕緣底座缺陷問題分析

　　通過長期跟蹤統計分析500kV及以上輸電線路避雷器應用情況，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：運行3-5年的避雷器底座絕緣不合格(小于5MΩ);運行8-10年的避雷器底座小瓷套容易產生破裂導致絕緣下降;避雷器常規試驗過程中發現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測數據中的全電流數值偏低，影響避雷器實際運行狀態監視的準確定和及時性。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，從而降低避雷器穩定性和運行安全性[2]。

　　另外分析表明輸電線路長期運行過程中受風壓作用引起避雷器振動，其絕緣裝置中的瓷桿受扭曲應力作用，外部環境振動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，甚至會引起爬電比距不足，因此在日常試驗和監測過程出現底座放電現象[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構;另一種是對分體式底座避雷器底座絕緣結構進行改進。由于避雷器更換底座牽涉到安裝尺寸不符合、施工環境不允許，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行合理改造的處理方案。通過試驗，將瓷質絕緣底座更換成高強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罩進行設計，能夠有效的防止雨水浸入;加裝C型鏤空式導水墊圈，配合金屬墊片及螺母使用，能夠及時的疏通導水;采用多層激光焊接工藝，保證鏤空狀均勻分布，受力平衡、經久耐用;底座整體采用防、疏結合的設計理念，即能防止雨水浸入，又能及時疏導雨水排出，提高避雷器整體設備絕緣性;安裝時，采用防疏一體式導水安裝方式，通用性強，安全性高[4]。

　　另外，傳統的排水方法是手動擰開避雷器底座四角螺栓槽放水，然后再安裝好螺栓，耗時費工，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水設計，不需手動，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分析，處理后絕緣電阻顯著升高，處理效果良好。

　　4結論

　　目前，由于分立式避雷器底座結構應用比較多，且高壓變電站需要正常運行，因此需要加強監測，及時進行合理改造，確保設備安全、穩定運行。此次，通過對避雷器絕緣底座缺陷問題進行分析，并合理的進行改造，解決了雨水侵蝕的風險，保證了避雷器的絕緣能力;通過焊接工藝的改進，增強了底座的穩定性;采用防疏一體式導水安裝方式，通用性強，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，應加強全電流監測、在線監測及確保監測數據的準確性，及時加強日常巡檢，關注分體式絕緣底座結構變化情況，確保避雷器處于安全運行狀態。

　　參考文獻

　　[1]楊玉娟,王明叢.交流濾波器避雷器的技術分析[C].陜西省電網節能與電能質量技術學會,2014年論文集:167-169.

　　[2]趙勇軍.金屬氧化物避雷器底座絕緣缺陷的分析與處理[J].電瓷避雷器,2018,1(2):174-176.

　　[3]何滿堂,胡詩秒.避雷器底座絕緣缺陷解決方案[J].電瓷避雷器,2012(4):10-14.

　　[4]巢亞鋒,彭詳,聶輝輝,等.±500kV線路避雷器運行情況及其絕緣底座缺陷分析與建議[J].高壓電器,2017,53(7):187-191.

　　[5]周靜寧.淺談電子防雷避雷與保護[J].電子制作,2015(13):82.

　　作者：吳澤宇，韓琳琳