高电压等级MOA的事故原因分析

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摘 要：近年来MOA（金属氧化物避雷器，本文特指氧化锌避雷器）以其具有保护性能好、无工频续流、可以带电测试等优良性能而广泛地应用于电力系统，作为其过电压的防护设备。但是，随着MOA的大量推广应用，它所发生的事故也在逐年上升，多次出现预试时MOA的各项参数都没有超标，投入运行后不久，却发生了爆炸事故。且这些事故大多发生在气温较高、天气晴朗、系统没有任何操作的情况下，给电力系统带来了很大危害。这是什么原因造成的？如何才能准确有效地预防MOA的这种突发性事故，国内外都进行了大量深入地研究和分析，但到目前为止仍没有很好的解决方法。本文也是为解决这一问题进行的一种理论分析和探讨。

关键词：带电测试 防护设备 无工频续流

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（a）-0106-01

1 MOA的内部结构

MOA的主要组成部分是用MOR（氧化锌避雷器阀片称为MOR）叠装起来再固定后，装入瓷套内或复合绝缘子套内。不同电压等级的moa所叠加的MOR的数量不同，电压等级越高，所用MOR的数量越多。整只氧化锌避雷器的MOR柱称为芯组，它一般是用环氧树脂杆紧固。紧固后的芯组装入环氧树脂绝缘筒内，然后再装入瓷套内，上下紧固、抽取真空后，充以纯净干燥的氮气，MOA的基本结构。

2 MOA的损坏原因

根据对MOR的加速老化试验及其理论计算，得出MOA的寿命多达100年。目前已可靠运行十多年的MOA也是比较多的。但是，近年来MOA所发生的事故以及退出运行的也在逐年增多。是什么原因导致MOA在运行中发生损坏呢？一般可以认为有以下几种因素。

2.1 MOA的电位梯度分布不均匀

运行中的MOA在各种分布电容的作用下，它的电位梯度的分布是不均匀的，而MOA在运行过程中经常承受系统的相电压，从而使MOA的芯组中最上面的几片MOR经常承受的电压较高，流过的电流较大。由于这种因素芯组中上面的几片MOR 容易劣化。如果上部MOR劣化后，与之相临的下面几片MOR也在同样的道理下造成劣化，最终导致整只MOA彻底损坏。从国外进口的MOA已发现有多相110 kV及以上的产品是由这种原因导致的事故，而国产的到目前为止还很少发现。

2.2 MOR自身劣化造成的整只MOA损坏

MOR是由氧化锌和其它微量化合物经混合、造粒、成型、高温烧结而成。它的伏安特性曲线。当它两端电压升高时，流过它的电流呈非线性增大；电压降低时，流过它的电流呈非线性减小。正是由于它具有这种优良的非线性，才能够达到在电力系统中限制过电压的目的。

2.3 MOA漏气造成的损坏

MOA是靠它的上下法兰盘加密封垫用螺丝紧固后进行密封的。这种结构有可能在制造过程中螺丝的紧固程度不均匀或因密封孔密封不严等因素造成的漏气；另外还有因为密封橡胶垫在长期室外运行后，橡胶垫自身经受较为恶劣的自然条件后老化失去弹性产生漏气。MOA漏气后就会在气温较高时呼出气体，而在气温较低时吸入气体。正是由于这种呼吸作用使得空气中的水分和尘埃进入了MOA的腔体内部。

那么为什么在MOA腔体内进入一定量的潮湿气体和尘埃后，用带电测试和在线全电流表，甚至是直流预试都不能准确、及时地发现有缺陷的MOA呢？MOA的事故又为什么多发生在天气晴朗、气温较高的中午或午后，且系统多无操作的情况下呢？

由于MOA只有在温度较低的夜晚和雨天才能吸气，因而会将空气中的水分和尘埃带入MOA的腔体内部。进入腔体中的水分会在重力的作用下沉集于腔体的底部， 也有少部分的水分会结露于MOA内部的环氧树脂绝缘杆、绝缘筒及瓷套内表面上，而进入的灰尘则会在强电场的作用下聚积在MOA的上部电极附近，因此MOA的上电极表面就会首先产生放电，当水分和灰尘的浓度还不足够大时，放电会使电极附近的灰尘干燥，水分蒸发并沉积于MOA的底部，从而阻止了放电桥路的形成和放电量的进一步增大。通过这种长期的呼吸作用，就会使外界的水分和灰尘大量的进入MOA的内部。

在气温较低时，MOA腔体内部的水分多是液体且沉积于低部的，腔体内部的湿度不会很大，因此MOA的全电流和阻性电流都不会增加太多，所以通过带电测试、在线全电流测试和直流预试都是很难发现问题的。当气温升高后沉积于底部的大量水分气化形成水蒸气并结露于绝缘杆、绝缘筒及瓷套的内表面，这时放电干燥和结露是一个互相可逆的动态过程。只有在能够形成放电通道这一临界点前，流过MOA的全电流和阻性电流才会有明显的增大，直流1mA电压才会有明显的降低，若这时进行预试才能够发现缺陷。这就是预试时MOA的各项参数都合格，可是在投入运行后时间不长就突然发生爆炸事故的原因。

通过解剖多相发生爆炸事故后的MOA，发现绝大多数都能够找到放电通道，放电通道多半集中于环氧树脂绝缘筒和固定MOR的环氧树脂绝缘杆上，仅有少数放电通道是在MOA瓷套内壁上，放电通道极少出现在MOR芯组的外表面上。有的MOA的底部仍存有大量的水，最多的一只多达半公斤。这些事实足以证明本论点的正确。通过对它们的解剖还发现，爆炸后的MOA下部的MOR基本上都没有损坏，甚至是MOA最上部的MOR也仅是电极和它的边缘涂敷材料被烧毁，但击穿的极少，且它的性能基本上是没有发生变化的，因此说MOA受潮后MOR的性能变差，才导致MOA爆炸的说法是不科学的。

3 结论

通过对MOA的事故原因分析可知，投入运行的MOA损坏的大部分原因都是首先产生局部放电，所以仅通过测量它的全电流和阻性电流及每年一次的直流预试是不够的，还需要增加对MOA的局部放电的测试，最好能够开发出MOA在线局放测试仪，才能比较好地预防MOA发生爆炸事故。