110kV氧化鋅避雷器運行故障的分析及對策

阿依古麗·阿吉+地麗拜爾·米吉提

摘 要：該文通過對新疆電網(wǎng)110 kV氧化鋅避雷器運行故障的分析，綜合分析了帶電檢測數(shù)據(jù)、紅外檢測數(shù)據(jù)、停電試驗數(shù)據(jù)設備解體情況、波形等，找出了發(fā)生故障的原因，并提出了預防和避免110 kV氧化鋅避雷器運行故障的對策。

關(guān)鍵詞：110 kV 氧化鋅 避雷器 運行故障 對策 分析

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（a）-0050-02

1 故障經(jīng)過

2015年7月，新疆某110 kV變電站中，一氧化鋅避雷器運行過程中A相發(fā)生故障，且避雷器頭部炸裂，引下線斷開，底部電弧噴射燒黑后存在明顯痕跡，同時燒毀了動作計數(shù)器并發(fā)生了破裂。而避雷器B相頂部也存在一定的放電痕跡，但保護動作均顯示為正常，且相關(guān)的其他設備沒有發(fā)生異常情況。發(fā)生運行故障時，其所屬區(qū)域內(nèi)未進行操作，也未出現(xiàn)打雷情況，因此，可將操作過電壓與雷擊的可能性排除。

2 避雷器運行數(shù)據(jù)分析

發(fā)生運行故障的氧化鋅避雷器，由新疆氧化鋅避雷器廠生產(chǎn)，型號為Y10W-100/260W，1995年11月出廠 ，之后立即進行投運。

2.1 帶電測試

通過分析帶電測試數(shù)據(jù)，與2012年相比，2014年測試的全電流數(shù)據(jù)有所下降，且三相誤差有所增加，從3.11%增加到了12.77%，與2012年相比，其阻性電流增加了9%，因此變化均不明顯，且滿足常規(guī)測試的標準要求。而當三相誤差由22.2%增加到33.7%時，盡管存在較大變化，但是對于是否存在故障仍不能做出準確判斷。而由于兩次測量條件以及儀器的差異，A相阻性電流出現(xiàn)上升趨勢，但B相與C相的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了下降趨勢，因此，需注意三相數(shù)據(jù)之間存在的誤差。

2.2 停電試驗

通過分析其預防性的試驗數(shù)據(jù)，與2007年相比，2012年直流1 mA的參考電壓有所下降，且當U1mA為75%時，其電流泄露也有所下降，但由于考慮到溫度誤差以及儀器誤差等，認為該試驗所得數(shù)據(jù)滿足規(guī)定要求，且不存在異常情況。

2.3 紅外測溫

氧化鋅避雷器在正常狀態(tài)下，存在阻性電流分量，且整體輕度發(fā)熱是其主要的熱像特征表現(xiàn)，且具有一定的均勻性，同時在電壓最高情況下進行運行時，其最高溫度也比上限值小。因此，當氧化鋅電阻片老化或者避雷器受潮時，其整體原件就會表現(xiàn)出發(fā)熱現(xiàn)象。而采用紅外成像技術(shù)診斷其運行故障時，會發(fā)現(xiàn)局部性的溫度降低或者升高，同時發(fā)熱不正常，且溫度分布也不正常，這是就可以判斷為氧化鋅避雷器運行異常。

3 解體故障及原因

3.1 解體故障

一般在避雷器運行的過程中，發(fā)生解體后的避雷器，其套管中的全部部件均已被燒黑，且閥片注上部表面出現(xiàn)閃絡，而閥片沒有出現(xiàn)破碎或者破裂，且環(huán)氧樹脂套筒外已被燒黑，開始時其頂部電弧通道十分明顯。

3.2 發(fā)生原因

在氧化鋅避雷器運行的過程中，當故障發(fā)生時，系統(tǒng)內(nèi)部不會出現(xiàn)任何操作，因此，可將過電壓系統(tǒng)操作的因素排除。而如果所在區(qū)域沒有發(fā)生打雷現(xiàn)象，也可將雷擊因素排除。從避雷器解體的情況進行分析，其閥片沒有出現(xiàn)破碎或者破裂現(xiàn)象，且其柱表面的放電痕跡也不明顯，而只有其上部表面存在一定的側(cè)閃痕跡，且發(fā)生的部位主要為環(huán)氧樹脂套筒側(cè)部的破裂位置，這種現(xiàn)象一般是由套筒放電導致的，因此，這表明閥片不存在劣化現(xiàn)象。如果環(huán)氧樹脂套筒電弧放電貫穿痕跡十分明顯，且上部出現(xiàn)了嚴重的破裂現(xiàn)象，這說明該故障主要是由套筒絕緣性減弱造成。由于氧化鋅避雷器本身運行時間較長，且其密封的效果也逐漸減弱，再加上絕緣筒與避雷器閥片柱之間出現(xiàn)了氣隙，且空腔由存在一定的呼吸作用，因此，非常容易造成潮氣入侵，從而給導致套筒表面絕緣性逐漸下降，套筒一般在發(fā)生閃絡之后，就會有電弧通道形成。因此，氧化鋅避雷器運行故障一般是由于頭部密封不嚴實，再加上使用年限較久，從而導致了運行故障的發(fā)生。

4 處理建議與對策

（1）嚴格統(tǒng)計110 kV氧化鋅避雷器運行的時間以及設備型號，同時進行紅外普查和帶電測試，也可進行停電試驗，對于存在問題的避雷器需盡早進行更換。

（2）加強對氧化鋅避雷器運行的日常巡檢，并對其電流泄漏數(shù)值進行跟蹤。每半年對氧化鋅避雷器進行一次帶電測試與紅外測試，并對電流泄漏的波形加以注意。如果測試過程中出現(xiàn)任何的異常數(shù)據(jù)或者不正常誤差，均需予以高度重視，在匯總完各項數(shù)據(jù)之后，對其進行綜合性的分析。如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)仍然存在問題，則可通過停電試驗進行檢測。

（3）避雷器結(jié)束測試工作之后，還需對其運行狀態(tài)進行評估，如有需要可將試驗周期縮短。一般對0.75U1mA和U1mA下的避雷器泄漏電流進行測量，這樣就能將避雷器受潮情況、劣化情況等及時查找出來，從而采取針對性的措施加以應對和處理。

（4）如果避雷器運行時間較長，即運行10年以上的，需根據(jù)正常的周期進行檢修。一般當避雷器老化之后，其缺陷就會快速發(fā)展，且可能在很短的時間內(nèi)就會逐漸發(fā)展成為嚴重的故障。因此，必須對輸變電設備運行的狀態(tài)實施相應的檢修策略。對于泄漏電流為0.75U1mA和U1mA下的避雷器，其4.5年為一個測量周期。

（5）在進行紅外檢測的過程中，由于避雷器類型的不同時，其靈敏度也存在較大差異。在氧化鋅避雷器中，無間隙金屬類的外絕緣套有兩種，即復合外套以及瓷外套。通常復合外套的熱傳導系數(shù)大于瓷外套，且閥片與絕緣材料之間的介質(zhì)會對熱量傳導產(chǎn)生一定的阻礙作用。當發(fā)生電壓類過熱缺陷之后，一般表現(xiàn)為有限的局部發(fā)熱，由于絕緣層影響到熱傳導系數(shù)，因此，瓷外套避雷器在運行的過程中，其發(fā)熱現(xiàn)象會逐漸反饋到設備的外部，因此，外部則具有較小的溫度變化。所以采用紅外檢測技術(shù)對運行電壓下的避雷器進行過熱缺陷檢測時，瓷外套的檢測效果缺乏一定的有效性和靈敏度。

5 結(jié)語

綜上所述，通過對110 kV氧化鋅避雷器運行故障進行研究和分析，可以看出，在避雷器運行的過程中，頭部密封性較差以及使用年限是導致其發(fā)生運行故障的主要原因，因此，必須對這兩方面予以重視，這樣才能確保其運行安全。

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