分析金屬氧化物避雷器狀態與評價方法

摘 要：金屬氧化物避雷器是電力系統的組成部分，本文對該設備的狀態評價過程方法進行了闡述，并對相關評價結果和應用進行深入分析。得出結論：影響避雷器評價結論的因素包括外絕緣防污水平以及密封性以及電氣試驗和在線監測漏電表狀態的指示情況等，本文指出了了避雷器評價中的常見問題及解決，就常用金屬氧化物避雷器的試驗數據進行分析談談筆者的看法。

關鍵詞：金屬氧化物避雷器；狀態評價；問題解決

中圖分類號：TM863 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）20-0067-02

隨著電力行業生產力水平的提高，電力系統的檢修維護模式也發生了變革，由原來的事后檢查與定期檢修相結合方式實現到狀態檢修模式的轉變。通過加強對設備的檢測和監視工作，對設備的運行狀態即時作出評價，并按照設備的狀態進行相應的檢修和維護工作進一步提升電網的安全運行水準，這就是設備的狀態檢修工作。做好狀態評價對電力系統設備的維護檢修具有重要的意義。

1 金屬氧化物避雷器（MOA）

1.1 金屬氧化物避雷器

避雷器被運用于配電網中進行，限制過電壓，并保護電氣設備是一種絕緣工具。金屬氧化物避雷器以其優勢已經逐步取代傳統的碳化硅避雷器被廣泛的運用于電力設備中。金屬氧化物避雷器（MOA）對輸變電設備起到絕緣免作用使其免受過電壓危害的一種保護電器，它具有響應快、性能穩定、結構簡單、通流容量大、壽命長、殘壓低等優點，被廣泛應用于電力設備系統中。金屬氧化物避雷器的外套使用硅橡膠復合材料，具有重量輕、結構堅固、尺寸小、耐污性強、防爆性能好等諸多優勢[1]。但是隨著電網的快速發展，金屬避雷器的傳統的避雷技術已經無法滿足用戶需求，因此，做好性能在線監測工作變得至關重要。

1.2 金屬氧化物帶間隙避雷器的在線監測

電力系統中常用的是金屬氧化物避雷器是無間隙金屬氧化物避雷器，電力行業及業內學者對配電網避雷器在線監測技術的研究通過實現了對配電網避雷器防雷性能的提升，使其能被廣泛應用于低于220kV電網線路防護中。金屬間隙避雷器具有自帶電源即可以重復利用的特點，尤其10kV避雷器被廣泛的應用于標準電網建設中，但因為長期未引起監測重視，日積月累的故障容易引起對配電安全的影響嚴重的乃至電力線路癱瘓，通過對金屬氧化物避雷器對發揮自生電壓進波優勢的方法可以保護電力設備安全運行。

我們在監測中發現對于避雷器的帶間隙電路的工頻電壓老化問題是通過金屬氧化物實現的，在保障通電次數和20kA的正常放電電流值狀態下金屬氧化物避雷器通過利用閥片開展對帶間隙電路的保護，這是確保金屬避雷裝置的以屬性里運行的基礎所在，此外通過引進輻射較大放電電流到下線回路中，為針對所發現的故障信息發出警示性預防信號的實施做好前期準備工作。

1.3 配電網金屬氧化物避雷器監測裝置

金屬氧化物避雷器的非線性閥片容易被在處于線路保護狀態下產生的大型電流沖擊，該電流值通常都會超出千萬安培，由此造成避雷失效和對元件造成毀壞的現象。因此通過配置合適的監測裝置實現對金屬氧化物避雷器的實時監測非常重要。避雷設施的設計使用要在考慮性能的基礎上綜合考評經濟投入成本。我們通過研究發現，金屬氧化物避雷器的內部絕緣的損壞程度會隨著10kV避雷器泄漏電源通過而加深，從而造成輸電線路阻性電流擴大幾倍的可能性，通過選取100～200mA金屬避雷裝置監測系統可以發現，相對阻性電流會隨著避雷器內部絕緣問題的出現而出現變化[2]。這時就需要采取巡視對策和防護措施以達到RC數值的平穩趨勢，并通過及時更換避雷保護裝置以減少輸電線路的安全事故發生概率。

2 金屬氧化物避雷器的狀態量收集

被廣泛應用于電力系統中的金屬氧化避雷器因為其結構的特殊性，其使用性能受到制造工藝的影響程度很大。標準流程規定，新產品必須進行全部形式的試驗才能試制定型，在實際的運行中卻通常只能做到出廠試驗環節的保證，這導致了金屬氧化物避雷器的性能不穩定，因此在設備的日常維護工作當中要嚴格對避雷器的狀態量進行監測與關注。狀態量的收集，包括設備的運行信息、投運前信息、檢修試驗信息以及其他信息等四種類型，這項工作應當在對金屬避雷器進行狀態評價前就完成。通過信息收集，我們通常可以得到避雷器的監造報告、技術臺賬、交接試驗報告、出廠試驗報告、新建擴建工程的相關圖紙資料和電子版資料等以及安裝驗收的記錄乃至在日常工作中的巡視記錄，設備缺陷記錄，維護保障記錄，帶電檢測記錄，以及在線監測記錄等各種信息。此外，技術臺賬還包括診斷性試驗報告，例行實驗報告，專業循化巡檢記錄，以及如何對缺陷進行消除和檢修的報告等。

3 金屬氧化物避雷器的性能試驗

停電試驗和帶電測試是對金屬氧化物避雷器的兩種不同實驗方式。帶電交流測試通過對流過避雷器閥片的電流泄露對系統正常供電的影響來情況來判斷金屬氧化物避雷器的性能和運行狀態從而實現準確反映避雷器實時工況。絕緣電阻是否符合規程要求是開展金屬氧化物避雷器停電試驗的先決條件，選用的測試工具為2500V及以上兆歐表，測量的標準為參考35kV以下不低于1000Mg，35kV以上不低于2500M0[3]。通過絕緣電阻值測試可以判斷被測避雷器性能好壞，對于其他問題的判斷還需要輔以比如直流泄漏電流測試試驗項目等。它的測量目的是檢驗金屬氧化物電阻片以及金屬避雷器整體質量狀況，并作為以后同類避雷器泄漏電流測試結果的參照值。通過使用2500V兆歐表于35kV金屬氧化物避雷器進行底座絕緣電阻測量，此外安裝放電計數器是開展帶電測試避雷器的必要環節。

此外，在帶電測試中還要關注對金屬氧化物避雷器中初始電流值的數據記錄于收集，同時做好對投運之初和出廠值的比較，并將該兩個數據同時保存作為以后測試數據的參考值。有間隙金屬氧化物避雷器的測試中除了做好避雷器及底座絕緣電阻工頻放電電壓試驗外同步還要進行工頻放電電壓試驗。放電完成后應在小于0.5s時間內快速切除電源，控制過流保護動在0.2～0.7A內。

4 金屬氧化物避雷器試驗數據評價結果

引起金屬氧化物避雷器測試數據波動的要素多種多樣，應綜合考慮環境溫度、濕度以及系統電壓、污穢等情況帶來的影響，通過做好橫向以及縱向比較再得出結論尤其注意對沒有把握的試驗數據應該選用停電直流試驗數據作為判斷標準。

（1）金屬氧化物避雷器絕緣表面的泄漏電在流濕度比較大的情況下會出現成倍增加，導致絕緣表面物理狀態生變化，金屬氧化物避雷器內部閥片和絕緣表面的電位分布隨之變化導致泄漏電流出現變化。

（2）閥片存在質量缺陷，導致通流能力無法滿足金屬氧化物避雷器的熱穩定性能需要。此外由于金屬氧化物避雷器散熱條件有限，體積比較小在出現功損耗伴生的熱量時候會導致電阻片溫度比周圍環境溫度高的現象，長此以往會增加閥片老化速度，從而造成阻性電流和功率損耗的大大增加導致測試時數超標。

（3）金屬氧化物避雷器的外殼的硅膠老化問題或質量較差引起設備在進行在惡劣條件下長時間運行，或者設備的使用壽命即將到期時造成引起閥片受潮而造成老化，從而導致測量數據超標。

（4）金屬氧化物避雷器外表面污穢的存在會引發閥片內部泄漏電流增加從而引起測試結果的偏差。

5 金屬氧化物避雷器試驗測試評價的應用

投運初期對新投運的金屬氧化物避雷器做到每月帶電測量一次運行電壓情況下的泄漏電流，三個月后，改為半年測量一次，此外盡可能通過安裝在線監測儀防止泄漏電流的增大；同一電壓等級不同生產廠家的金屬氧化物避雷器如果在同一運行電壓條件下測得泄漏電流值差別很大，應進行幾次數據的縱向比較后再確定，不應用泄漏電流的絕對值作為判定依據；對于在帶電測試時發現存在的異常金屬氧化物避雷器，進行各項因素排除后依然存在問題，應該做停電作直流試驗，確認如存在質量問題應及時生產廠家取得聯系進行妥善處理。

6 結 語

金屬氧化物避雷器對電網安全運行具有重要意義，應開展準確的評價以消除隱患，通過制定科學的評價規范，堅持將該項工作納入常態化管理，真正實現電路系統中避雷管理公做的有效開展。

參考文獻

[1]郭 磊，張 科，陳 瑞，等.金屬氧化物避雷器狀態評價方法及應用分析[J].電瓷避雷器，2013（6）：95～99.

[2]劉江明，艾云飛，吳承福，等.金屬氧化物避雷器帶電檢測及異常分析[J].浙江電力，2017（3）：38～41，54.

收稿日期：2018-6-26

作者簡介：岑洪鍇（1983-），男，壯族，廣西靖西人，助理工程師，本科，主要從事電力系統輸變電類高壓電氣試驗工作。