一起避雷器隱患的發現與缺陷分析

施景壘，肖　雷，陳平春，王　晨，高曉軍(.江蘇省電力公司電力科學研究院GIS設備運行維護檢修技術實驗室，江蘇南京03；.江蘇省送變電公司，江蘇南京0008)

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一起避雷器隱患的發現與缺陷分析

施景壘1，肖雷1，陳平春1，王晨1，高曉軍2
(1.江蘇省電力公司電力科學研究院GIS設備運行維護檢修技術實驗室，江蘇南京211103；2.江蘇省送變電公司，江蘇南京210008)

摘要：文中介紹了紅外檢測過程中發現的一起35 kV避雷器缺陷，對避雷器進行持續運行電壓下泄漏電流測量，發現阻性電流偏大。更換后對其進行外觀檢查、絕緣電阻檢測、直流1 mA下的參考電壓U1mA和0.75U1mA下的泄漏電流測量，發現故障相泄漏電流檢查異常，解體后發現故障原因為環氧筒內壁受潮引起。針對此次缺陷提出了加強避雷器工藝管控、加強在役設備巡檢、濕度較大時進行紅外精確測溫等建議。

關鍵詞：避雷器；帶電檢測；紅外檢測；解體；缺陷分析

金屬氧化物避雷器因其結構簡單、運輸安裝方便性能穩定等優點，在現代電力系統過電壓防護方面起著重要作用，為電網的安全穩定運行提供可靠保障。但近年來氧化鋅避雷器故障是有發生，影響了電力系統的安全運行[1]。本文介紹了一起用紅外檢測手段發現的35 kV氧化鋅避雷器缺陷，及對其進行解體分析，提出了改進措施和建議，以提高避雷器的運行維護水平。

1　缺陷發現概況

2015年4月21日，對某500 kV變電站帶電檢測過程中，紅外熱像檢測發現1號主變35 kV側A相避雷器的第四層傘裙發熱，紅外熱像圖如圖1所示。三相避雷器從上到下的溫度曲線如圖2所示。

圖1　A相避雷器紅外熱像圖

通過三相避雷器溫度曲線對比[2]發現，A相避雷器整體溫度較B相、C相避雷器偏高，尤其第四傘裙處，溫差達3 K，超出標準[3]規定。2015年4月21日（天氣：晴；環境溫度：14℃；相對濕度：65%），對三相避雷器進行持續運行電壓下泄漏電流測量，如表1所示。A相全電流較其他兩相偏大，且阻性電流對全電流的占比為41.29%，超過標準規定的25%。

圖2　三相避雷器溫度曲線對比圖

表1　1號主變35 kV側避雷器泄漏電流試驗結果（2015-04-21）

2　故障設備結構

如圖3所示，該35 kV避雷器為III級污穢區使用，單節構成，無均壓環，內部有12片氧化鋅電阻片，外部為復合外套，電阻片柱外層被復合材料包裹固定，兩端有墊片（墊管），頂部由彈簧壓緊，彈簧內放置干燥劑；電阻片柱與復合外套之間為環氧筒，整個結構無防爆膜及壓力釋放裝置。

3　缺陷設備檢測與解體分析

缺陷發現后，立即安排對該組避雷器進行停電更換。為深入分析原因，對缺陷避雷器（缺陷相）和同結構備用間隔避雷器（正常相）進行了外觀檢查、試驗檢測和解體分析。

3.1外觀檢查

為分析1號主變35 kV側A相避雷器局部發熱的原因，對A相避雷器進行外觀檢查，如圖4所示。結果如下：

圖3　避雷器結構

（1）復合外套表面無電弧灼燒痕跡，下部表面有破損（拆卸過程造成），復合外套表面污穢嚴重、無裂紋和孔洞；

（2）鐵與復合膠合處粘合牢固，未見明顯異常。

圖4　A相避雷器外觀圖片

3.2試驗檢測

2014年1月13日（天氣：晴；環境溫度：15℃；相對濕度：60%），運行維護單位曾對該避雷器進行周期停電檢修，試驗數據如表2所示，沒有發現異常。

表2　1號主變35 kV側避雷器試驗記錄（2014-01-13）

2015年5月8日（天氣：陰；環境溫度：18℃；相對濕度：66%），在實驗室對A相避雷器進行直流參數測量，包括絕緣電阻、直流1 mA下的參考電壓U1mA和0.75U1mA下的泄漏電流，試驗數據如表3所示，A相在加壓過程中，直流電壓升高至72 kV降為0。結合表1、表3數據分析，A相在升壓過程中電壓突降為0，可能是避雷器內部受潮后絕緣下降，從而在升壓過程中形成閃絡。

表3　1號主變35 kV側避雷器試驗結果（2015-05-08）

3.3解體分析

為進一步分析避雷器試驗數據異常原因，對A相、B相避雷器進行了解體分析。

（1）對A相、B相避雷器解體后，內部彈簧片及支撐管都沒有發現明顯的銹跡，如圖5所示。但A相避雷器環氧筒內部出現白色斑點，如圖6所示。從位置上看白點主要集中筒壁一側，在第四傘裙對應處白點尤其集中，疑似環氧表面水分蒸發留下的痕跡，B相避雷器內部環氧表面無異常。

圖5　彈簧片及支撐管

圖6　A相內部環氧表面

（2）A相、B相避雷器均裝有干燥劑，對避雷器干燥劑顆粒進行檢測，沒有明顯的變色現象，說明避雷器運行過程中內部沒有出現嚴重的受潮情況。

（3）A相避雷器閥片外絕緣護套也沒有明顯的異常情況，如圖7所示。表面的白色粉末是由于鋸子鋸開環氧時產生的粉末。外絕緣護套展開后，內部沒有明顯的異常情況。

圖7　閥片外絕緣護套

（4）閥片表面也沒有明顯的異常情況（圖8）,對A相避雷器12只電阻片整體進行直流參數測量[4]，包括直流1 mA下的參考電壓U1mA和0.75 U1mA下的泄漏電流，試驗數據如表4所示；對A相避雷器的12只電阻片分別進行了絕緣電阻試驗，試驗結果如表5所示，試驗結果沒有發現異常。

圖8　A相避雷器閥片整體結構

表4　A相避雷器12只閥片整體試驗結果（2015-05-08）

表5　A相避雷器12只閥片試驗結果（2015-05-08）

4　缺陷原因分析

基于上述試驗數據、解體情況等，對試驗數據異常原因分析如下：

（1）避雷器發熱缺陷是由環氧筒內壁受潮引起。解體前后整只避雷器1 mA直流參考電壓異常，說明避雷器內部存在缺陷；整組電阻片柱和單個電阻片的試驗結果正常，說明電阻片本身無缺陷；避雷器環氧筒內壁上部存在明顯白色痕跡（水分蒸發殘留），與紅外測溫發熱缺陷位置相對應，說明筒壁受潮可能是避雷器局部發熱的原因之一。

（2）避雷器內部為輕微受潮。由解體結果可知，避雷器內部電阻片、各金屬件（彈簧、墊盤、墊管）均無銹蝕痕跡，說明受潮程度輕微；紅外測溫當天現場濕度較大（濕度65%），此時避雷器環氧筒內壁輕微受潮引起的發熱較為明顯。

5　結束語

（1）加強避雷器工藝管控。該避雷器缺陷原因分析為內部環氧筒壁受潮，若氧化鋅電阻片或筒壁受潮嚴重，運行過程中可能引起爬電導致閃絡。因此，應加強避雷器制造工藝管控，確保所有出廠避雷器滿足裝配工藝要求，且密封性良好。

（2）加強對變電站內避雷器泄漏電流表的校驗和巡視，發現表計異常應及時對避雷器進行持續運行電壓下泄露電流的檢測，提高日常巡視過程中缺陷的發現率。

（3）建議加強紅外測溫工作，特別是濕度較大的環境下的精確測溫工作，加強避雷器的紅外圖譜建檔、跟蹤比對工作。

參考文獻：

[1]馬勇，劉洋，謝天喜，等.一起氧化鋅避雷器故障原因分析與思考[J].高壓電器，2014，50(11)：139-144.

[2]闞金輝.紅外測溫技術在避雷器帶電檢測中的應用[J].通信電源技術，2011，28(5)：68-69.

[3] DL/T 664—2008帶電設備紅外診斷技術應用導則[S].

[4]王靜君，李文書，杜積貴.氧化鋅避雷器帶電測試方法應用分析[J].江蘇電機工程，2013，32(2)：57-59.

[5]賈宏智，田野，葛猛.一起金屬氧化物避雷器故障分析及應注意問題[J].吉林電力，2011，39(6)：39-40.

施景壘（1986），男，江蘇大豐人，助理工程師，從事開關及帶電檢測方面的研究工作；

肖雷（1987），男，江蘇淮安人，助理工程師，從事高壓方面的研究工作；

陳平春（1987），男，江蘇南京人，助理工程師，從事線路方面的研究工作；

王晨（1990），男，江蘇東臺人，助理工程師，從事開關方面的研究工作；

高曉軍（1978），男，江蘇如東人，工程師，從事開關方面的安裝調試工作。

Detection and Analysis of a Hidden Defect

SHI Jinglei1, XIAO Lei1, CHEN Pingchun1, WANG Chen1, GAO Xiaojun2
(1.Jiangsu Electric Power Company Electric Power Research Institute, Nanjing 211103, China; 2.Jiangsu Power Transmission and Transformation Corparation, Nanjing 210028, China)

Abstract：This paper introduces a hidden 35 kV MOV defect detected by infrared detector. It is found that the MOV leakage current measurement under continuous operating voltage is large. After replacing its visual inspection, the insulation resistance testing and leakage current measurement to the voltage U1mAand 0.75U1mAunder 1mA DC reveals that the leakage current is abnormal. The MOV disintegration shows that the MOV is damp. According to the detection, it is recommend to strengthen the process control of MOV and deploy infrared temperature measurement when humidity is high.

Key words：MOV; on-line detection; infrared detection; disintegration; defect analysis

作者簡介：

中圖分類號：TM862

文獻標志碼：B

文章編號：1009-0665（2016）02-0084-03

收稿日期：2015-10-10；修回日期：2015-11-27