摘要：介绍了一起因橡胶垫安装方向错误引发的避雷器故障，并针对该类型故障，对相关制造厂和设备运维单位分别提出了加强工艺流程控制水平、及时对密封孔进行排查工作等建议。
关键词：橡胶垫；安装方向；密封孔；避雷器；运维单位
在电力系统中，避雷器用于保护发输变电设备的绝缘，使其免受雷电过电压和操作过电压的损害。实际运行中发现，避雷器经常因为密封不良、水分潮气进入其内部而发生故障。本文介绍一起因橡胶垫安装方向错误致使避雷器内部受潮、继而引发的故障。并针对该类型故障，对相关设备制造厂和设备运维单位分别提出建议。
1 故障简介
2014年3月9日，220 kV某变电站1号主变A套差动保护动作，跳开主变三侧开关，故障电流3696 A。现场检查发现，1号主变110 kV侧A相避雷器泄漏电流表烧毁（该避雷器3月7日投运），避雷器上下压力释放装置均冲开，压力释放口侧瓷套上烧蚀痕迹明显，顶部伞裙瓷釉脱落，避雷器情况如图1所示。
图1 避雷器故障情况
2 故障避雷器介绍
2.1 设备参数
设备参数如表1所示。
表1 设备参数
2.2 设备结构
Y10W5-100/260W型避雷器结构示意图如图2所示。避雷器包括上下法兰和瓷套；瓷套内部为避雷器阀柱，由氧化锌电阻片、垫片、绝缘支撑杆等组成；瓷套和法兰之间为密封结构、防爆膜和压力释放装置。
电阻片为空心圆柱，其四周圆柱面涂有绝缘釉，上下表面为铝。电阻片每2片一组，每组下方有垫片（铝片），绝缘支撑杆从电阻片及铝片中心穿过，阀柱下端通过金属部件与下端法兰密封板结构相连。
防爆膜两侧分别为盖板和密封板，其中法兰侧为盖板（圆环形状），瓷套侧为密封板，防爆膜与密封板、密封板与瓷套之间有密封圈，密封板与法兰之间有防水圈。
3 避雷器检测与解体分析
3.1 外观检查
对3支避雷器进行外观检查及比较分析，其中1支为1号主变110 kV侧A相（故障相），另外2支为B、C相（正常相），检查结果如表2所示。
图2 避雷器结构示意图
表2 避雷器外观检查项目及检查结果
故障避雷器两端密封板密封圈、防水圈完好，具有较强弹性，无老化痕迹，密封性能良好；
故障避雷器隔弧筒内外表面均已熏黑；氧化锌电阻片柱结构完整，顶部碗状压片锈蚀严重；电阻片侧面已经完全熏黑，上下表面有明显受潮痕迹，为沿柱面闪络。
故障避雷器密封盖板上密封孔的螺栓突出于盖板边沿约5 mm（该孔为避雷器装配完成后抽气和充入氮气的通道，因而直接通向避雷器内部）。由于螺栓未完全拧入密封孔内，且密封胶覆盖不严。
密封孔内依次塞入了橡胶垫、铜片，最后拧入螺栓，其正常结构形式，橡胶垫的尖端应朝里；而故障避雷器则是将尖端朝外，在塞入过程中致使橡胶垫和铜片卡在孔中部的螺纹上，导致螺栓无法完全拧入，且密封胶覆盖不严。水分由此孔进入避雷器内，螺栓铜片等锈蚀严重，而正常避雷器螺栓则光亮如新。
3.2 试验检测
为判断避雷器内部是否存在受潮或氧化锌电阻片老化现象，在实验室对正常相避雷器进行直流参数测量，包括绝缘电阻、直流1 mA下的参考电压U1mA和0.75U1mA下的泄漏电流，试验数据见表3（A相避雷器因损坏无法测量），试验结果正常。
3.3 解体分析
为进一步分析避雷器故障原因，对A相（故障相）以及B、C相（正常相）避雷器进行了解体分析，相关分析如下：
故障避雷器两端防爆膜盖板外侧已经完全熏黑，内侧部分熏黑，无锈蚀痕迹；
故障避雷器两端防爆膜被冲破，压接部分均为完整圆环，未见明显松动、压接不到位情况；
表3 正常相避雷器试验结果
4 故障原因分析
根据上述故障现象、解体情况，分析本次避雷器故障的主要原因是：避雷器制造过程中，密封孔内的橡胶垫安装方向错误，螺栓无法拧入密封孔内，且密封胶覆盖不严，水气进入避雷器内部，导致电阻片柱受潮。继而引发避雷器内部阀柱沿面闪络，内部气压迅速膨胀，冲开防爆膜，压力释放装置动作，故障电流烧毁泄漏电流表。
5 结论及建议
此次避雷器故障的直接原因是：制造厂对密封板上的密封孔处理不当，橡胶垫安装方向错误，导致大量水分侵入避雷器内，电阻片柱受潮，引发沿面闪络。暴露的问题是：相关制造厂安装工艺控制不良。
建议避雷器制造厂在生产过程中加强工艺流程控制水平，严格做好装配工艺管理，确保所有出厂避雷器满足装配工艺要求。同时，在避雷器出厂前，做好避雷器密封试验。
建议运维单位结合停电，开展本型号避雷器密封孔的排查工作，发现问题及时更换。
建议运维单位加强避雷器的日常巡视，做好数据趋势分析。同时，在高低温、雨雪等恶劣天气前后加强红外精确测温，及早发现异常和缺陷。
