氧化鋅避雷器內(nèi)部受潮缺陷的檢測和分析

隋 恒，陳 虎，孫圣凱

(國網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000)

氧化鋅避雷器內(nèi)部受潮缺陷的檢測和分析

隋 恒，陳 虎，孫圣凱

(國網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000)

針對一起110 kV氧化鋅避雷器帶電測試數(shù)據(jù)異常事件，仔細(xì)分析避雷器帶電檢測及停電檢測情況，并經(jīng)診斷試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)缺陷原因?yàn)楸芾灼鞯撞棵芊鈸p壞導(dǎo)致閥片受潮，造成避雷器絕緣性能降低。最后，結(jié)合避雷器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)提出了防范此類缺陷的措施。

氧化鋅；避雷器；帶電測試；閥片受潮

0 引言

某220 kV變電站內(nèi)某110 kV線路氧化鋅避雷器型號為YH10W-102/266，外絕緣材料為硅橡膠，避雷器本體和絕緣底座為一體式結(jié)構(gòu)。該避雷器2012年12月出廠，2013年3月經(jīng)現(xiàn)場交接試驗(yàn)合格后投入運(yùn)行。

1 避雷器異常

1.1 本體溫度異常

2015年10月，測試人員對該變電站進(jìn)行帶電測試時(shí)，發(fā)現(xiàn)該線路A相避雷器存在過熱現(xiàn)象，最熱點(diǎn)位置位于避雷器本體中部偏下，避雷器本體上下溫差達(dá)1.8 ℃(見圖1)，已超過避雷器本體溫差0.5-1 ℃的標(biāo)準(zhǔn)范圍。檢查測試記錄，上次測溫時(shí)間為2015年5月，測試時(shí)本體溫度正常。

圖1 避雷器紅外圖譜

1.2 泄漏電流在線檢測異常

檢查避雷器安裝的泄漏電流在線檢測表計(jì)讀數(shù)，并與上次巡視數(shù)值比較(見表1)，A相泄漏電流增長明顯，其他2相數(shù)值基本無變化。

表1 避雷器泄露電流在線檢測表計(jì)讀數(shù) mA

2 電氣試驗(yàn)結(jié)果和分析

2.1 帶電檢測情況

為進(jìn)一步確定避雷器缺陷，對該線路三相避雷器進(jìn)行阻性電流帶電測試，測試結(jié)果如表2所示。A相避雷器的全電流Ix、阻性電流Irp、有功功率P等特征參數(shù)均大于其他2相，且與上次測試值相比相關(guān)參數(shù)均有明顯增長。結(jié)合紅外測溫情況，初步判斷A相避雷器內(nèi)部有受潮、劣化缺陷。

表2 氧化鋅避雷器阻性電流測試結(jié)果

2.2 停電試驗(yàn)情況

將線路停電后檢查A相避雷器。首先對其進(jìn)行外觀檢查，避雷器外套硅橡膠部分無明顯老化，上下端部密封良好，如圖2所示。

圖2 避雷器外觀

該組避雷器自2013年投運(yùn)時(shí)進(jìn)行交接試驗(yàn)后，尚未進(jìn)行過預(yù)防性試驗(yàn)。對三相避雷器進(jìn)行直流1 mA下的電壓U1mA測試及0.75 U1mA下的泄漏電流I0.75U1mA測試，結(jié)果如表3所示。

表3 避雷器直流1 mA下的電壓U1mA及I0.75U1mA

避雷器停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)與交接時(shí)數(shù)據(jù)存在較大差異，超過《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》（Q/ GDW 1168—2013)關(guān)于“U1mA初值差不超過±5%且不低于GB 11032規(guī)定值”和“0.75 U1mA漏電流初值差≤30 %或≤50 μA”的標(biāo)準(zhǔn)。

通過帶電測試和停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，A相避雷器測試數(shù)據(jù)均超過正常值，顯示避雷器存在內(nèi)部老化、劣化等絕緣缺陷。

3 解體檢查

將A相避雷器拆除后，切掉避雷器底部法蘭，發(fā)現(xiàn)避雷器下法蘭內(nèi)表面已銹蝕，底座絕緣墊完全受潮，如圖3所示。

將避雷器閥片及金屬墊片取出后，發(fā)現(xiàn)距本體頂部約1/3以上部分的閥片側(cè)面邊釉完整光潔，而中部及以下部分閥片及鋁墊塊均有受潮現(xiàn)象，部分閥片的邊釉已破損脫落，并有炭黑痕跡；部分閥片之間已粘連，如圖4所示。

圖3 避雷器底座內(nèi)表面及絕緣墊受潮情況

圖4 避雷器閥片及鋁墊塊劣化情況

4 故障分析

4.1 避雷器閥片測試

將避雷器內(nèi)的42片閥片從上向下依次編號，對每個閥片分別進(jìn)行直流1 mA下的電壓U1mA測試，統(tǒng)計(jì)各編號閥片的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如圖5所示。

圖5 避雷器閥片試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)避雷器閥片試驗(yàn)數(shù)據(jù)，1-18號閥片U1mA試驗(yàn)數(shù)據(jù)正常，說明避雷器上部無劣化現(xiàn)象；從19號閥片開始，測試電壓出現(xiàn)不同程度的降低，與上部閥片試驗(yàn)數(shù)據(jù)有較大差異，說明避雷器閥片已整體劣化。試驗(yàn)結(jié)果與之前外觀檢查結(jié)果吻合。

4.2 測試結(jié)果分析

通過以上分析，確定避雷器受潮侵入點(diǎn)在下端。首先是最下端閥片受潮裂化，然后逐步發(fā)展至中下部電阻片裂化。根據(jù)檢查情況，上部電阻片尚未受潮。當(dāng)已受潮閥片泄漏電流增大到一定值時(shí)，直流參考電壓將快速下降直至失效；當(dāng)電阻片裂化數(shù)量達(dá)到一定值時(shí)，剩余的電阻片將無法承擔(dān)工頻運(yùn)行電壓，造成避雷器損壞并形成接地故障。

將避雷器底座部分加滿水靜止放置12 h，發(fā)現(xiàn)下部密封線部分出現(xiàn)水漬，證明避雷器下端密封結(jié)構(gòu)受損，導(dǎo)致潮氣進(jìn)入。

通過解體檢查及試驗(yàn)，確定避雷器底部護(hù)套有受潮侵入點(diǎn)；根據(jù)受潮部位及內(nèi)部受潮情況，判定是避雷器在運(yùn)輸過程中，受到過強(qiáng)烈的外力作用，破壞了下法蘭處的密封結(jié)構(gòu)，潮濕空氣進(jìn)入避雷器本體，導(dǎo)致避雷器本體溫升，直流參考電壓下降，泄漏電流和阻性電流增大。

5 防范措施

這起氧化鋅避雷器缺陷是一起典型的避雷器內(nèi)部閥片受潮導(dǎo)致絕緣性能降低的案例，通過帶電測試和停電試驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了設(shè)備缺陷，避免了缺陷的進(jìn)一步發(fā)展。為防止此類故障的再次發(fā)生，應(yīng)采取以下措施。

(1) 加強(qiáng)避雷器設(shè)備的運(yùn)輸管理，防止產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中遭到暴力搬運(yùn)，減小運(yùn)輸過程中避雷器在外力作用下遭到破壞的幾率。避雷器交接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格履行驗(yàn)收手續(xù)，防止避雷器帶病投運(yùn)。

(2) 加強(qiáng)避雷器帶電測試工作，如發(fā)現(xiàn)避雷器異常，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況酌情縮短避雷器檢測周期。加強(qiáng)跟蹤檢測，并采用多種檢測原理不同的帶電測試項(xiàng)目(如紅外測溫、避雷器阻性電流測試)，避免外界因素對單一測試項(xiàng)目干擾造成的誤判。

(3) 強(qiáng)化避雷器的運(yùn)行巡視檢查，當(dāng)避雷器的缺陷趨于嚴(yán)重時(shí)，其泄漏電流表的表計(jì)讀數(shù)將明顯增大。在日常巡視中可加強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)表計(jì)數(shù)值突然增大，應(yīng)立即采取有效的測試手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備運(yùn)行隱患。

6 結(jié)束語

氧化鋅避雷器具有保護(hù)性能好、續(xù)流能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，在電網(wǎng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。要保證避雷器運(yùn)行中性能正常無缺陷，應(yīng)積極采用紅外測溫、阻性電流測試等帶電測試手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患并處理，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

1 中國人民共和國國家發(fā)展和改革委員會．DL/T 664—2008帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范[S]．北京：中國電力出版社，2008.

2 胡春梅，曹小龍，曹小虎，等．一起金屬氧化物避雷器故障分析及應(yīng)注意問題[J]．吉林電力，2011，39(06)：14-16.

3 陳文濤，公多虎，徐路強(qiáng)，等．一種新型氧化鋅避雷器劣化保護(hù)裝置[J]．電力安全技術(shù)， 2013，15(12)：25-27.

4 劉勝軍．氧化鋅避雷器的安全運(yùn)行探討[J]．電力安全技術(shù)，2011，13(12)：61-63.

5 國家電網(wǎng)公司．Q/GDW 1168—2013輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程[S]．北京：中國電力出版社，2013．

2016-07-12。

隋 恒(1986-)，男，工程師，主要從事高壓試驗(yàn)檢修工作，email：suiheng_5@163.com。

陳 虎(1978-)，男，技師，主要從事高壓試驗(yàn)檢修工作。

孫圣凱(1993-)，男，助理工程師，主要從事高壓試驗(yàn)檢修工作。