基于帶電檢測(cè)技術(shù)的金屬氧化物避雷器缺陷分析

陳瑞 潘凌 蘭柏

摘 要：電力被稱為“國(guó)民經(jīng)濟(jì)的先行官”，對(duì)于保證電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行具有十分重要的意義。金屬氧化物避雷器作為最主要的防護(hù)設(shè)備，在電力系統(tǒng)中被普遍應(yīng)用，一方面它具有性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，但另一方面它也有著客觀存在的局限性，例如長(zhǎng)期使用會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱、絕緣性下降的問題。因此，在實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)充分利用現(xiàn)有帶電檢測(cè)技術(shù)綜合分析金屬氧化物避雷器的缺陷。本文簡(jiǎn)要分析了金屬氧化物避雷器的結(jié)構(gòu)以及其具體缺陷，并提出了相應(yīng)的建議，旨在為相關(guān)帶電檢測(cè)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：帶電檢測(cè)技術(shù)；金屬氧化物避雷器；電力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.150

0 前言

輸變電設(shè)備中使用的金屬氧化物避雷器用來保護(hù)絕緣免受過電壓危害，被廣泛應(yīng)用于發(fā)電、輸電、變電及配電系統(tǒng)中，它的運(yùn)行狀況對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著直接影響。通過總結(jié)分析金屬氧化物避雷器的運(yùn)行情況發(fā)現(xiàn)避雷器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作會(huì)產(chǎn)生一些缺陷，在此背景中，如何有效檢測(cè)金屬氧化物避雷器的缺陷十分重要。近些年，國(guó)內(nèi)的避雷器帶電檢測(cè)技術(shù)逐步被推廣應(yīng)用，經(jīng)過反復(fù)檢測(cè)試驗(yàn)認(rèn)識(shí)了避雷器產(chǎn)生缺陷的原因及類型，并積極采取相應(yīng)措施予以治理，旨在保證變電站避雷器帶電檢測(cè)工作的順利開展。

1 金屬氧化物避雷器結(jié)構(gòu)

金屬氧化物避雷器主要由以下部分組成：主體元件、接線蓋板、絕緣底座均壓環(huán)以及壓力釋放裝置等。當(dāng)避雷器在運(yùn)行時(shí)發(fā)生超負(fù)載或意外情況時(shí)，壓力裝置會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)動(dòng)作，避免事故的發(fā)生。同時(shí)，避雷器的絕緣底座上裝有顯示自身運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)器。金屬氧化物避雷器的基本結(jié)構(gòu)是閥片，核心原件材料為氧化鋅電阻片，呈圓餅形或環(huán)形，該材料具有保護(hù)特性好、通流能力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和穩(wěn)定性好等特性。當(dāng)前使用的無間隙結(jié)構(gòu)金屬氧化物避雷器僅用氧化鋅電阻片，無串聯(lián)間隙。

2 檢測(cè)方法

通過總結(jié)分析利用紅外熱成像、阻性電流測(cè)試等帶電檢測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)避雷器的缺陷的典型案例，并通過停電試驗(yàn)的方式驗(yàn)證了測(cè)試結(jié)論，充分說明目前所應(yīng)用的帶電檢測(cè)技術(shù)能夠有效發(fā)現(xiàn)避雷器的內(nèi)部缺陷[1]。

2.1 帶電檢測(cè)

當(dāng)前對(duì)金屬氧化物避雷器的帶電檢測(cè)手段主要是紅外熱成像與阻性電流測(cè)試。紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)具有不停電、不取樣、不接觸的特點(diǎn)，能夠保證檢測(cè)結(jié)果直觀準(zhǔn)確，且應(yīng)用范圍廣。在運(yùn)行過程中，當(dāng)避雷器電阻片老化后會(huì)加劇發(fā)熱，與在相同作業(yè)條件下的其他類型避雷器相比，金屬氧化物避雷器的整體或局部溫度偏高，溫差不斷加大，通過紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)這一缺陷。此外，阻性電流測(cè)試同樣是一種有效檢測(cè)避雷器缺陷的手段，當(dāng)避雷器劣化或存在隱患時(shí)，Ix反應(yīng)最為迅速，全電流Ix會(huì)隨著避雷器的故障程度而逐漸增大。利用數(shù)字化測(cè)量與分析技術(shù)，并結(jié)合專業(yè)的檢測(cè)儀器可以將阻性電流從Ix中精準(zhǔn)地分離出來。當(dāng)阻性電流數(shù)值持續(xù)增加時(shí)，應(yīng)對(duì)其原因進(jìn)行深入剖析并定期進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)數(shù)值快速增加時(shí)，需要立即進(jìn)行停電檢查，避免發(fā)生意外。

2.2 停電試驗(yàn)與解體

為確認(rèn)金屬氧化物避雷器的缺陷原因，因此需要按照相關(guān)規(guī)程對(duì)避雷器進(jìn)行停電試驗(yàn)與解體檢查。（1）停電試驗(yàn)。停電試驗(yàn)主要是檢測(cè)避雷器漏電電流以及底座的絕緣電阻。《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定：金屬氧化物避雷器U1mA的初值差應(yīng)不超過±5%且不低于《交流無間隙金屬氧化物避雷器》的規(guī)定值，0.75U1mA漏電電流初值差小于30%或小于50μA。通過總結(jié)學(xué)者們的相關(guān)停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部絕緣狀況較差，阻性電流分量由于氧化鋅電阻片的特性發(fā)生變化而增加，從而致使避雷器本體溫度增加。（2）解體檢查。對(duì)避雷器進(jìn)行解體檢查以進(jìn)一步了解避雷器內(nèi)部狀況，并驗(yàn)證上述試驗(yàn)結(jié)果。采用金屬鋁板與防爆膜在避雷器的瓷瓶?jī)啥嗣芊猓畛涓稍锏牡獨(dú)?，下?jié)避雷器鋁質(zhì)保護(hù)板邊緣有明顯銹蝕、防爆膜破裂、密封狀況較差，芯體受潮嚴(yán)重。

3 缺陷類型及原因

3.1 缺陷類型

按照部件類型可將金屬氧化物避雷器缺陷分為自身缺陷、外絕緣缺陷、接地引下線缺陷、引流線缺陷、底座缺陷、監(jiān)測(cè)器缺陷等。缺陷的表現(xiàn)形式主要包括：過熱、泄漏電流指示值超標(biāo)、下泄漏電流超標(biāo)等。

3.2 原因分析

由于金屬氧化物避雷器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，內(nèi)部介質(zhì)單一的特點(diǎn)，因此受潮、電阻片老化是金屬氧化物避雷器產(chǎn)生缺陷的主要原因。結(jié)合帶電檢測(cè)、停電試驗(yàn)與解體檢查的結(jié)果可判斷產(chǎn)生缺陷的具體原因?yàn)椋好芊鉅顩r差導(dǎo)致機(jī)體進(jìn)水受潮，或使用了質(zhì)量不過關(guān)的氧化鋅電阻片，使其在運(yùn)行過程中發(fā)生異常老化、劣化的缺陷。此外，近年來避雷器附件缺陷率逐漸增高，在使用過程中因質(zhì)量問題也會(huì)引發(fā)故障[2]。同時(shí)，部分制造廠家盲目追求經(jīng)濟(jì)效益，以次充好，他們?yōu)楸芾灼魃a(chǎn)的配套附件質(zhì)量低劣，不符合生產(chǎn)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

4 建議

（1）受潮、電阻片老化是金屬氧化物避雷器產(chǎn)生缺陷的主要原因，因此必須對(duì)避雷器進(jìn)行定期檢查，避免發(fā)生局部放電甚至爆炸等意外事故。（2）綜合利用紅外熱成像等帶電檢測(cè)技術(shù)可以有效發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部缺陷，避免運(yùn)行故障。（3）在檢測(cè)時(shí)應(yīng)盡量排除外界因素對(duì)數(shù)據(jù)的干擾，保證結(jié)果準(zhǔn)確，有參考價(jià)值。（4）加強(qiáng)監(jiān)管，作為電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要防護(hù)設(shè)備，對(duì)于金屬氧化物避雷器需要嚴(yán)格把控產(chǎn)品質(zhì)量，將責(zé)任到人落實(shí)到位，禁止質(zhì)量不過關(guān)的產(chǎn)品流通。（5）避雷器在運(yùn)輸過程中應(yīng)注意緊固，避免受到強(qiáng)力沖擊。（6）在條件允許的情況下，對(duì)避雷器進(jìn)行定期停電檢查，同時(shí)可采取必要的避雷器瓷套防污措施等，促進(jìn)設(shè)備可靠運(yùn)行。

5 結(jié)語

本文介紹了金屬氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu)、檢測(cè)方法，結(jié)合缺陷分析有針對(duì)性地提出運(yùn)行維護(hù)措施與建議，可有效防范避雷器故障，促進(jìn)電網(wǎng)安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鶴許，劉海峰，李俊卿.金屬氧化物避雷器典型缺陷分析[J].河北電力技術(shù)，2012（31）.

[2]范敏，姜方財(cái)?shù)?基于帶電檢測(cè)技術(shù)的金屬氧化物避雷器缺陷分析[J].電瓷避雷器，2017（02）.