基于多種檢測技術的35 kV避雷器故障診斷

田新強，李 帥，梁基重

（1.云南電網有限責任公司電網規劃建設研究中心，云南 昆明 650011；2.國網山西省電力公司電力科學研究院，山西 太原 030001）

0 引言

電力設備故障診斷是根據監測設備運行時的狀態來查找分析故障的綜合技術。紅外熱像檢測技術通過對設備外部溫度的測量來判斷設備狀態良好與否，該技術具有不停運、遠距離、快速、直觀等特點［1-2］。避雷器泄漏電流檢測技術主要是測量通過避雷器的全電流和阻性電流，根據全電流和阻性電流的變化可以判斷避雷器內部絕緣是否被破壞等故障［3］。本文以某220 kV變電站35 kV避雷器故障診斷為例，介紹了紅外熱像檢測技術、避雷器泄漏電流檢測技術和絕緣電阻測量技術在避雷器故障檢測中的應用，綜合各種檢測技術可全面評價分析設備運行狀態，及時發現并處理設備故障，保證人身和設備安全［4-5］。

1 案例分析

1.1 缺陷發現過程

1.1.1 紅外熱像測溫

在對該變電站1號主變35 kV避雷器在進行紅外檢測時，測量儀器為FLIRT330紅外熱像儀，發現A相避雷器本體溫度異常，圖1和圖2分別為故障避雷器的紅外圖譜和可見光照片。可以看出，A相避雷器熱點溫度為40.1℃，B、C相溫度正常，分別為3.1℃、3.0℃。根據DL/T664《帶電設備紅外診斷應用規范》，正常避雷器整體為輕微發熱，三相溫差在0.5～1 K之間，整體或局部過熱為異常。此時A相紅外圖譜與避雷器內部閥片受潮特征相同，A、B兩相溫差為37 K，初步認定為A相避雷器內部進水受潮引起本體發熱異常，屬于電壓致熱型缺陷。

1.1.2 帶電檢測泄漏電流

圖1 故障避雷器紅外圖譜

圖2 故障避雷器可見光照片

接著對避雷器的泄漏電流進行帶電檢測，全電流和阻性電流的數值見表1，運用避雷器帶電測試儀，可以看出，A相全電流嚴重偏大，已達到1 550 μA，B、C相全電流為150 μA、145 μA，阻性電流是正常運行時的9.5倍。綜合紅外熱像測溫和泄漏電流的檢測結果分析，確認A相避雷器內部閥片受潮引起發熱異常，判定為危急缺陷，對其進行停電處理，并用試驗合格的避雷器將其替換。

表1 避雷器泄漏電流帶電測試數據μA

1.1.3 絕緣電阻和泄漏電流檢測

對該故障避雷器進行了絕緣電阻和直流泄漏電流試驗，試驗數據見表2。可以看出，A相避雷器絕緣電阻和直流1 mA時的電壓U1mA嚴重降低，75%U1mA下的泄漏電流為360 μA，遠大于正常狀態下閾值 50 μA。

表2 避雷器停電試驗數據

1.2 設備解體檢查

對A相避雷器進行解體檢查，發現內部受潮嚴重，有清晰的水跡，如圖3所示。受潮原因是避雷器頂部套管螺栓未被擰緊出現松動，避雷器本體內進入大量潮氣，造成內部閥片嚴重受潮，如圖4所示。

圖3 避雷器內部閥片受潮照片

圖4 避雷器頂部螺栓照片

對該A相避雷器更換后，重新對該避雷器進行紅外測溫工作，此時A、B、C三相溫度分別為3.1℃、3.1℃、2.9℃，三相溫差小于1 K。圖5和圖6分別為A相單體、三相整體避雷器的紅外圖譜和可見光照片。可以看出，此時三相整體避雷器溫度和溫差均在正常范內之內，A相避雷器受潮故障成功解決。

圖5 檢修后避雷器紅外圖譜

圖6 檢修后避雷器可見光照片

2 結論與建議

a） 紅外熱像技術可以得到電力設備表面的溫度場分布，該方法快速直接，可在設備不停電狀態下進行檢測，及時發現設備過熱等問題，為檢修工作提供了可靠的科學依據。

b） 避雷器泄漏電流和絕緣電阻能客觀反映出設備的絕緣程度，綜合多種檢測技術來及時發現避雷器的潛伏性缺陷，通過及時處理保證電力系統的可靠運行。

c） 避雷器在出廠裝配過程中要嚴格執行工藝管控制度，各處螺栓等固定部件要緊固，運輸過程中盡量避免震蕩沖擊等情況。