一起500kV避雷器測試數據異常分析

肖 華 王培鵬（國網四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

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一起500kV避雷器測試數據異常分析

肖 華 王培鵬
（國網四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

摘 要：筆者針對一起500kV變電站線路避雷器直流1mA參考電壓測試結果異常情況，通過避雷器計數器動作情況、帶電檢測數據、解體檢查測試等分析異常原因，確認電壓異常原因為避雷器閥片損壞。通過對避雷器數據的分析和實踐證明，帶電測試是發現其運行缺陷的有效途徑。本文還提出了避雷器的日常維護、測試建議。

關鍵詞：500kV避雷器；帶電測試；數據異常；氧化鋅閥片

氧化鋅避雷器因其具有良好的非線性特性、動作迅速、通流容量大、殘壓低、無續流，且結構簡單、可靠性高、壽命長、維護簡單和體積小等優點，已廣泛運用在各電壓等級的變電站內。為了及時發現氧化鋅避雷器在運行中受潮、老化及其它隱患，避雷器在雷雨季節前、后均應開展帶電檢測，測試避雷器全電流及阻性電流值，停電時按檢修周期開展直流1mA參考電壓測試本體及底座絕緣電阻測試等測試項目。本文對一起500kV避雷器直流1mA參考電壓測試結果異常情況結合避雷器帶電測試數據、避雷器解體及測試等進行了分析，找到了避雷器數據異常的原因，并給出了避雷器的日常維護、測試建議。

1 測試情況介紹

某500kV變電站在進行其中一條出線避雷器例行試驗時發現該避雷器B相試驗數據異常，為了確保測試的準確性，排除外界因素干擾，對避雷器進行了清潔和屏蔽干擾因素，測試結果仍然如表1所示，初步確認該避雷器異常，需進一步解體分析原因。該避雷器1997年6月出廠，型號Y20W1-444/1105W，試驗數據如表1、表2。

避雷器直流1mA參考電壓測試標準為：（1）75%IU1mA時泄漏電流≤50 （μA）；（2）U1m A初值差不超過±5%。從表1看出B相上、中、下三節U1mA初值差都已經超過規程標準。該避雷器全電流和阻性電流廠家標準分別為：全電流≤5mA，阻性電流≤1mA。根據表2可以看出全電流和阻性電流均在廠家標準范圍內，但B相同A、C相相比全電流和阻性電流都所有增加。其中全電流增加27.81%，阻性電流增加21.07%。全電流的變化可以反映出避雷器的受潮、內部元件接觸不良、嚴重老化等缺陷，阻性電流的變化能較靈敏的反映閥片的初期老化。

圖1 均壓桿和均勻電容

圖2 取下的氧化鋅閥片

表1 避雷器直流1mA測試數據

表2 避雷器2013年帶電檢測試驗數據

2 解體情況介紹

對該B相避雷器中節進行了解體，查找1mA直流電壓偏低的原因。避雷器兩側防爆膜完好。打開密封時聽到氣體噴出的聲音（正壓），避雷器內部裝有干燥劑，呈干燥狀態，表明避雷器內部密封良好，無受潮現象。將避雷器內部從瓷套中抽出，避雷器內部電阻片由絕緣拉桿、夾板固定并用彈簧壓緊，以防松動，保證可靠的電氣連接。不同位置處的氧化鋅電阻片電壓偏差不相等，避雷器上節距地面較高，其內部氧化鋅電阻片對地電容與下部氧化鋅電阻片的對地電容差別較大，一般采用加裝均壓環來減小上部氧化鋅電阻片的電壓偏差，但并非所有的避雷器都可以通過加均壓環的方式將氧化鋅電阻片的電壓偏差限制在-10%～10%，由于該避雷器設有均壓電容器管，均壓電容器管和電阻片并聯，根據電位分布在適當的位置加入均勻電容能更有效的補償因不同高度引起的電位分布不均勻，如圖1所示。在取出避雷器內部結構時發現電阻片有一片開裂，有放電痕跡，如圖2所示，該避雷器中節共有電阻片47片，串聯疊放而成，斷裂電阻片為從下至上第22片。

3 原因分析

三相避雷器的上、中、下三節均大于10000MΩ，大于規程標準2500MΩ；結合解體中防爆膜完好、干燥劑呈干燥狀態可以判定避雷器沒有受潮。

避雷器直流1mA參考電壓廠家標準為≥597kV，三節的電阻片組數相同，平均到每節應該≥199kV，該避雷器每節均為47片電阻，平均到每片應承受4.23kV，而中節所測值為137.5kV，解體后對所有閥片分別測量直流1mA電壓及I75%電流，僅10片在合格范圍內，斷裂一片，其余36片的直流1mA電壓在2.0kV～3.9kV范圍內，I75%電流在210μA～520μA，表明避雷器閥片有劣化現象。又結合該站提供的資料，此條線路避雷器在2013年7月計數器發生過動作，7月是雷雨季節，初步判斷該避雷器在7月計數器動作時遭受了雷電沖擊，電阻片第22片在遭受沖擊時斷裂，引起避雷器內部電場分布改變，其他閥片承受的電壓有所增加，從2013 年7月運行至2014年4月，電阻片因承受的電場分布改變及電壓增加在近10個月的運行中導致電阻片老化逐漸加劇。結合以上資料分析判定直流1mA參考電壓偏低的原因是由于電阻片斷裂及斷裂，電場改變后閥片承受電壓加劇導致老化引起的。

結語

（1）避雷器全電流的變化可以反映出避雷器的受潮、內部元件接觸不良、嚴重老化等缺陷，阻性電流的變化能較靈敏的反映閥片的初期老化。所以對避雷器開展帶電測試并分析測試數據非常重要，分析避雷器帶電測試數據是否合格除了參考廠家技術標準外，還應和上次的測試數據、同相之間的數據進行對比分析。

（2）應關注避雷器的動作情況并監測避雷器泄漏電流。若發現泄漏電流增長＞10%；或三相泄漏電流數值差值＞20%；或指針抖動，要及時匯報并處理監測儀損壞、避雷器底座絕緣不良等影響泄漏電流監測的缺陷，且在缺陷處理前應縮短帶電測試周期。

（3）對避雷器試驗中遇到的異常數據，不能因為在規程合格范圍內就不引起注意，應多結合其他帶電測試等數據進行分析，綜合判斷避雷器狀態。

參考文獻

［1］周志敏.金屬氧化物避雷器的分類與應用［J］.電瓷避雷器，2002（3）：32-35.

［2］ DL/T596-1996，電力設備預防性試驗規程［S］.

［3］韓社教，戴棟，馬西奎，張西元.應用有限元法計算氧化鋅避雷器電位分布［J］.中國電機工程學報，2001，21（12）：105-108，114.

［4］孫浩，李興文.500kV瓷套式氧化鋅避雷器電位分布的有限元分析與實驗研究［J］.高壓電器，2010，46（3）：23-27.

［5］李國富，樊力.無間隙氧化鋅避雷器電阻片電壓分布的計算［J］.電網技術，1998，22（7）：31-34.

［6］司增彥.一起110kV氧化鋅避雷器（MOA）事故的原因分析及對策［J］.高壓電器，2005，10（5）：399-400.

［7］蔣國雄，邱毓昌.避雷器及其高壓試驗［M］.西安：西安交通大學出版社，1989.

［8］楊殿成，李秉睿.一例500kV避雷器缺陷數據的分析及思考［J］.電瓷避雷器，2009，229（3）：43-46.

中圖分類號：TM862

文獻標識碼：A