某110 kV金屬氧化物避雷器缺陷的檢測與分析

林根德，陳達(dá)，朱海貌

（國網(wǎng)浙江省電力公司溫州供電公司，浙江溫州325000）

某110 kV金屬氧化物避雷器缺陷的檢測與分析

林根德，陳達(dá)，朱海貌

（國網(wǎng)浙江省電力公司溫州供電公司，浙江溫州325000）

為分析某金屬氧化物避雷器泄漏電流增大及局部發(fā)熱的原因，結(jié)合避雷器帶電檢測數(shù)據(jù)、停電試驗數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)及相關(guān)規(guī)程進(jìn)行避雷器運(yùn)行狀態(tài)診斷，確定該避雷器處于嚴(yán)重缺陷狀態(tài)。通過解體檢查、試驗，發(fā)現(xiàn)該避雷器絕緣強(qiáng)度分布不均勻，底部金屬氧化物電阻片老化，絕緣電阻下降。

金屬氧化物避雷器；帶電檢測；泄漏電流；局部發(fā)熱

0 引言

避雷器能保護(hù)電力設(shè)備免遭雷電過電壓和操作過電壓的破壞，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性[1-2]。若避雷器存在受潮、老化、臟污等缺陷，將導(dǎo)致其性能劣化，嚴(yán)重者甚至發(fā)生避雷器爆炸、對地短路等事故[3-4]。因此，加強(qiáng)對避雷器的檢查、監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)、消除避雷器存在的缺陷，對保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要意義。

常規(guī)的避雷器直流高壓試驗?zāi)苡行z測避雷器的性能指標(biāo)，但需要相應(yīng)線路的停電配合，降低了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。為提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，近年來，開展了避雷器綜合帶電檢測，通過檢測其在運(yùn)行中的全電流、阻性電流和功率因數(shù)角等參數(shù)，并結(jié)合紅外成像和紫外成像技術(shù)，觀測避雷器的發(fā)熱及局部放電情況，達(dá)到全面、高效判斷避雷器運(yùn)行狀況的目的[5-7]。在綜合帶電檢測發(fā)現(xiàn)避雷器數(shù)據(jù)異常的情況下，再安排停電試驗，有利于提高檢測效率。本文針對某110 kV金屬氧化物避雷器例行帶電檢測數(shù)據(jù)異常的情況，分析該避雷器的運(yùn)行狀態(tài)，再結(jié)合停電診斷性試驗結(jié)果確定該避雷器的缺陷程度。

1 缺陷發(fā)現(xiàn)的經(jīng)過與分析

1.1 例行帶電檢測發(fā)現(xiàn)避雷器數(shù)據(jù)異常

2014年3月14日，溫州供電公司電氣試驗人員對某110 kV變電站避雷器進(jìn)行例行帶電檢測，試驗數(shù)據(jù)如表1所示。該組避雷器于1995年5月生產(chǎn)，同年10月投入運(yùn)行，運(yùn)行中正常泄漏電流為0.7 mA，阻性電流初值0.07 mA。

表1 避雷器帶電測試數(shù)據(jù)

由表1可知，C相避雷器的全電流與正常泄漏電流的比值為1.36，大于1.2，處于重要缺陷狀態(tài)；C相避雷器的阻性電流0.278 mA，大于0.05 mA，且初值差達(dá)到297.1%，必須停電檢查[8]；C相避雷器功率因數(shù)角φ為78.05°，小于80°（根據(jù)測試儀器廠家規(guī)定，功率因數(shù)角φ小于80°的避雷器運(yùn)行狀態(tài)判定為劣，大于85°為優(yōu)）。由表1可知，A相、B相避雷器數(shù)據(jù)均正常，運(yùn)行狀態(tài)為優(yōu)。

C相避雷器夜間紅外成像圖如圖1所示。由圖可知，C相避雷器存在不均勻發(fā)熱現(xiàn)象，上端第四、第五節(jié)瓷瓶處較其它部位有明顯溫升，溫差為4.8℃。

圖1 C相避雷器紅外成像圖

1.2 避雷器停電試驗

避雷器停電試驗?zāi)苡行z查其非線性特性及絕緣性能，試驗內(nèi)容為測量通過1 mA直流電流下的端電壓U1mA及其在0.75U1mA下的直流泄露電流I0.75U1mA。U1mA通常被認(rèn)為是避雷器在過電壓保護(hù)中的起始動作電壓，絕緣老化、臟污、受潮都將導(dǎo)致其數(shù)值下降，偏離設(shè)計值。為比較和消除表面臟污對試驗數(shù)據(jù)的影響，分別在表面擦拭前、擦拭后、加屏蔽環(huán)后開展試驗，試驗數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 避雷器停電試驗數(shù)據(jù)

由表2可知，C相避雷器U1mA的初值差絕對值為23.03%，大于5%，不符合規(guī)程要求，初值差=（當(dāng)前測量值-初值）/初值；C相避雷器I0.75U1mA數(shù)值達(dá)到150 μA，大于50 μA，不符合規(guī)程要求[8]。A相、B相避雷器數(shù)據(jù)均正常，符合規(guī)程要求。可見，該組避雷器在表面擦拭前后的試驗數(shù)據(jù)未見明顯變化，表明引起C相避雷器試驗數(shù)據(jù)異常的原因在其內(nèi)部，與外界因素?zé)o關(guān)。

2 避雷器解體及缺陷原因分析

2.1 避雷器外觀檢查

解體前，對C相避雷器進(jìn)行外觀檢查，瓷瓶外部完好，未見破損和裂紋；避雷器首尾端均密封良好，未出現(xiàn)滲水/漏水現(xiàn)象，底座金屬有部分銹蝕現(xiàn)象。

解體后，避雷器內(nèi)部空腔未見進(jìn)水現(xiàn)象，瓷瓶內(nèi)壁外觀完好、未見水珠附著和放電痕跡；金屬氧化物電阻片及其支撐附件結(jié)構(gòu)完好、外觀整潔，未出現(xiàn)破損，未見放電、燒傷痕跡，其表面未見鋅白與銹斑，表明金屬氧化物電阻片未受潮。

2.2 金屬氧化物電阻片電氣性能測試及分析

為準(zhǔn)確查找避雷器內(nèi)部缺陷的位置，將該避雷器的金屬氧化物電阻片從首端至末端均勻地分為6組，分別測試各組金屬氧化物電阻片的絕緣電阻，試驗數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 各組金屬氧化物電阻片的絕緣電阻

由表3可知，在金屬氧化物電阻片中，第五組和末端組的絕緣電阻明顯較其它組低，判斷第五組和末端組的金屬氧化物電阻片已經(jīng)老化；第二組的絕緣電阻最高，此處為紅外成像圖中的溫度最高區(qū)域。

對金屬氧化物電阻片芯柱施加交流運(yùn)行電壓，采用紫外成像儀觀測其局部放電現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)在第二組和第三組部位存在明顯局部放電現(xiàn)象，電子數(shù)達(dá)到1 300。

綜合解體試驗結(jié)果、停電試驗數(shù)據(jù)與帶電檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知：

（1）由于第五組和末端組金屬氧化物電阻片老化，導(dǎo)致該避雷器整體絕緣性能減小，在承受相同運(yùn)行電壓的情況下，其全電流、阻性電流等泄漏電流增大。

（2）該避雷器底部2組金屬氧化物電阻片老化，導(dǎo)致避雷器電位不均勻，絕緣電阻較低的第五組和末端組承受較小的電壓，絕緣電阻最大的第二組承受的電壓最大，因此第二組發(fā)熱最明顯，與紅外成像圖中上端第四、第五節(jié)瓷瓶處溫度最高相吻合。

（3）由于金屬氧化物電阻片第二組、第三組部位存在局部放電，增加了能量在該部位的釋放，進(jìn)一步引起該部位溫度的升高。

3 結(jié)語

金屬氧化物電阻片局部老化，將導(dǎo)致運(yùn)行中避雷器全電流、阻性電流增大，并引起局部發(fā)熱現(xiàn)象。開展避雷器綜合帶電檢測，再結(jié)合停電試驗數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和相關(guān)規(guī)程進(jìn)行分析，能達(dá)到有效判斷避雷器運(yùn)行狀態(tài)的目的。

[1]葛猛，韓學(xué)坤，陶安培.金屬氧化物避雷器閥片老化缺陷的診斷及原因分析[J].高壓電器，2009，45（6）∶145-147.

[2]李慶玲，王興貴，李效珍，等.氧化鋅避雷器應(yīng)用一些問題探討[J].高壓電器，2009，45（2）∶130-131.

[3]賀國平，邵濤，周文俊.表面污穢對MOA在線監(jiān)測的影響[J].高電壓技術(shù)，2003（6）∶27-29．

[4]丁國成，李偉，劉云鵬，等.外部環(huán)境因素對MOA在線監(jiān)測影響的試驗[J].高電壓技術(shù)，2008，34（6）∶1283-1287．

[5]孫鵬舉.金屬氧化物避雷器泄漏電流在線測試分析[J].電瓷避雷器，2008（4）∶30-32．

[6]蔡偉賢，陳蓓.提高氧化物避雷器帶電測試準(zhǔn)確性的探討[J].電瓷避雷器，2011（8）∶63-67．

[7]劉云鵬，夏巧群，李凌志.基于泄漏電流檢測和紅外成像技術(shù)的MOA故障綜合診斷[J].高壓電器，2007，43（2）∶133-135．

[8]Q/GDW-11-120-2007輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修規(guī)程[S].杭州：浙江省電力公司，2007.

（本文編輯：徐晗）

Defects Detection and Analysis of a 110 kV MOA

LIN Gende，CHEN Da，ZHU Haimao
（State Grid Wenzhou Power Supply Company，Wenzhou Zhejiang 325000，China）

For analyzing reasons of leakage current increase and local heating of the metal oxide arrester（MOA），this paper diagnoses the operating state of MOA by combining live testing record，power-off test data，historical data and relevant regulations and determines that the MOA is in a state of serious defect.The uneven distribution of insulating strength,resistors aging of metal oxide at the bottom of the MOA and the decrease of insulation resistance are found through disintegrating inspection and test.

metal oxide arrester；live detection；leakage current；local heating

TM862+.1

B

1007-1881（2015）06-0028-03

2015-01-05

林根德（1987），男，工學(xué)碩士，從事輸變電設(shè)備電氣試驗工作。