為保護(hù)電力設(shè)施免受雷電過(guò)電壓和系統(tǒng)過(guò)電壓的沖擊，普遍安裝使用了金屬氧化物避雷器。特別是在10 kV配電網(wǎng)中普遍采用了無(wú)間隙金屬氧化物避雷器，隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，在10 kV配電網(wǎng)中因金屬氧化物避雷器損壞引起的線路跳閘、接地事故經(jīng)常發(fā)生，嚴(yán)重影響了10 kV配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

1 損壞原因分析

??? 綜合無(wú)間隙金屬氧化物避雷器的損壞情況看，質(zhì)量好的損壞較少，而質(zhì)量差的損壞較多；在晴天損壞較少，在雷雨天損壞較多；在無(wú)操作時(shí)損壞較少，在有操作時(shí)損壞較多；在正常運(yùn)行中損壞較少，在異常運(yùn)行時(shí)損壞較多。

1.1 受潮

??? 金屬氧化物避雷器是由硅橡膠作為避雷器的封殼，硅橡膠套封殼質(zhì)量低劣，主要是小廠假冒偽劣產(chǎn)品，生產(chǎn)廠采用的技術(shù)不完善，或采用的密封材料抗老化性能不穩(wěn)定，在溫差變化較大或運(yùn)行時(shí)間接近產(chǎn)品壽命后期，造成其密封不良。避雷器的兩端加工粗糙、使潮氣或水分浸入，造成內(nèi)部絕緣損壞，加速了電阻片的劣化而引起損壞。從事故后避雷器殘骸可以看出，閥片沒(méi)有通流痕跡，閥片兩端噴鋁面沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大電流通過(guò)后的放電斑痕。而在硅橡膠套內(nèi)壁或閥片側(cè)面卻有明顯的閃絡(luò)痕跡，在金屬附件上有銹斑或鋅白，這就是金屬氧化物避雷器受潮的影響。

1.2 額定電壓和持續(xù)運(yùn)行電壓取值偏低

??? 金屬氧化物避雷器的額定電壓是表明其運(yùn)行特性的一個(gè)重要參數(shù)，也是一種耐受工頻電壓的能力指標(biāo)。金屬氧化物避雷器的閥片耐受工頻電壓的能力是與運(yùn)行電壓的持續(xù)時(shí)間密切相關(guān)。持續(xù)運(yùn)行電壓也是金屬氧化物避雷器的重要特性參數(shù)，該參數(shù)的選擇，對(duì)金屬氧化物避雷器的可靠性有很大影響。在運(yùn)行中允許持久地施加在避雷器端子上的工頻電壓有效值，它覆蓋電力系統(tǒng)運(yùn)行中可能持續(xù)地施加在金屬氧化物避雷器上的工頻電壓最高值。

1.3 電網(wǎng)電壓波動(dòng)

??? 配電網(wǎng)的電壓波動(dòng)范圍很寬，對(duì)金屬氧化物避雷器，如要求在穩(wěn)定狀態(tài)下吸收大量能量，就可能造成熱崩潰。用無(wú)間隙金屬氧化物避雷器時(shí)，必須滿足系統(tǒng)工作電壓波動(dòng)范圍。否則，由于穩(wěn)態(tài)電壓過(guò)高，損壞的不是一只避雷器，而會(huì)同時(shí)損壞許多只避雷器。

1.4 老化問(wèn)題

??? 無(wú)間隙金屬氧化物避雷器閥片的均一性差，使電位分布不均勻，運(yùn)行一段時(shí)間后，部分閥片首先劣化，造成避雷器參考電壓下降，阻性電流和功率損耗增加。由于電網(wǎng)電壓不變，則金屬氧化物避雷器內(nèi)其余正常的閥片因荷電率（荷電率為金屬氧化物避雷器最大運(yùn)行相電壓的峰值與其直流參考電壓或工頻參考電壓峰值之比）增高，負(fù)擔(dān)加重，導(dǎo)致老化速度加快，并形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致該金屬氧化物避雷器發(fā)熱崩潰。避雷器閥片的老化速度是影響壽命的關(guān)鍵因素。氧化物避雷器運(yùn)行在其產(chǎn)品壽命的后期，閥片劣化造成泄漏電流上升，甚至造成內(nèi)部放電，放電嚴(yán)重時(shí)避雷器內(nèi)部氣體壓力和溫度急劇增高，引起氧化物避雷器本體擊穿，內(nèi)部放電不太嚴(yán)重時(shí)，可引起系統(tǒng)單相接地。

1.5 諧波

??? 冶金企業(yè)大噸位電弧爐、大型整流、變頻設(shè)備的應(yīng)用及軋鋼生產(chǎn)的沖擊負(fù)荷等對(duì)電網(wǎng)有較大的影響，使電網(wǎng)上的高次諧波值嚴(yán)重超標(biāo)。由于閥片的非線性，在正弦電壓作用下，還有一系列的高次諧波，而在高次諧波作用下，就更加速了閥片的劣化速度。

1.6 抗沖擊能力差

??? 氧化物避雷器多在操作過(guò)電壓或雷電條件下發(fā)生事故，其原因是因閥片在制造過(guò)程中，由于其各工藝質(zhì)量控制點(diǎn)控制不嚴(yán)，而使閥片的耐受沖擊電壓能力不強(qiáng)，在頻繁吸收過(guò)電壓能量過(guò)程中，加速了閥片的劣化而損壞。當(dāng)電網(wǎng)中發(fā)生斷線、接地或其它原因引起諧振時(shí)，其幅值可達(dá)3倍相電壓，可能導(dǎo)致金屬氧化物避雷器損壞。

1.7 金屬氧化物避雷器的自身過(guò)電壓防護(hù)能力差

??? 對(duì)于能量有限的過(guò)電壓，如雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓，避雷器泄流能起限壓保護(hù)作用。對(duì)能量是無(wú)限 （有補(bǔ)充能源）的過(guò)電壓，如暫態(tài)過(guò)電壓（工頻過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓的總稱），其頻率或?yàn)楣ゎl的整數(shù)倍或分?jǐn)?shù)倍形成暫態(tài)過(guò)電壓，工頻電源能自動(dòng)補(bǔ)充過(guò)電壓能量，使避雷器泄流過(guò)電壓幅值不衰減或弱衰減，暫態(tài)過(guò)電壓如果進(jìn)入避雷器保護(hù)動(dòng)作區(qū)，勢(shì)必長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)動(dòng)作直至熱崩潰，因此暫態(tài)過(guò)電壓對(duì)無(wú)間隙金屬氧化物避雷器有致命危害。