基于帶電檢測技術的氧化鋅避雷器泄漏電流異常診斷與分析

周杰，張翾喆，丁凱，葉可，朱宏法，王志

（國網浙江省電力有限公司超高壓分公司，浙江 杭州 311100）

目前，金屬氧化鋅避雷器（MOA）廣泛應用于電力系統，其運行的可靠性將直接影響著電力系統的安全。近年來，在電網實際運行中，MOA 的爆炸事故時有發生，據某生產廠家對其產品在運行中遭受損壞的MOA 事故分析統計發現，78%是因密封不良受潮引起，22%是因為裝配過程中干燥不徹底導致電阻片受潮引起。本文利用阻性電流測試、紅外測溫、高頻電流局放等帶電檢測技術發現避雷器缺陷，結合停電試驗及解體過程情況，綜合分析其原因，提出下一步處理和預防措施。

1 概況

2022 年1 月，某500kV 變電站運維人員例行巡視過程中，發現3 號主變1 號電容器35kV 避雷器B 相泄漏電流達1.6mA，超過正常值1.2mA 的1.2 倍，排除表計和環境因素后，判斷為本體異常。

該避雷器外護套為復合硅橡膠材質，內部主要部件包括上下電極（電極為鐵質材料，無鍍鋅層）、壓緊彈簧、氧化鋅電阻片（共18 片）、導電桿、絕緣筒、出線螺栓（接地引出端子）、絕緣套。該避雷器共存在三處密封結構，上、下電極處采用環氧膠密封，出線螺栓處采用密封墊和螺栓孔自密封。結構示意圖如圖1 所示。

圖1 避雷器內部結構示意圖

2 診斷試驗

現場對該異常避雷器開展紅外測溫，未見明顯異常，隨即對其開展泄漏電流、高頻局放等診斷試驗。

2.1 泄漏電流試驗

阻性電流檢測數據，B 相全電流Ix 為1.649mA，阻性電流Ir 為0.797mA，結果為劣，不合格，A、C 相結果合格，相關檢測數據如表1 所示，阻性電流檢測無歷史數據。

從表1 可以看出，B 相的全電流值、阻性電流值均明顯大于A、B 相，其中B 相的全電流值分別是A 相和C相的1.6 倍和1.65 倍；B 相阻性電流值分別是A 相和C相的13.07 倍和7.38 倍。根據Q/GDW 11369—2014《避雷器泄漏電流帶電檢測技術現場應用導則》，在進行橫向比較時，同一廠家、同一批次、同相位的產品，如果全電流或阻性電流差別超過70%，那么即使參數不超標，避雷器也有可能異常?，F場隨即將該避雷器退出運行。

2.2 高頻局放試驗

采用PD Check 高頻局放儀對避雷器三相本體分別進行高頻局放檢測，B 相存在異常高頻局部放電信號，呈絕緣類放電特征，A、C 相未見明顯異常局部放電信號，檢測圖譜如圖2 所示。

圖2 B 相高頻局放檢測圖譜

2.3 直流1mA 電壓（U1mA）及0.75U1mA 下泄漏電流試驗

避雷器三相本體進行直流1mA 電壓（U1mA）及0.75U1mA 下泄漏電流試驗，試驗數據如表2 所示。

表2 某35kV 避雷器現場直流試驗數據

由表2 看出，B 相避雷器U1mA 初值差48.6%（規程要求初值差不大于±5%），I0.75U1mA 為252.4μA（規程要求不大于50μA），不滿足規程Q/GDW 1168—2013《輸變電設備狀態檢修試驗規程》規定要求值。A、C 相試驗數據合格。

2.4 工頻參考電壓、持續電流及脈沖局放試驗

對該避雷器施加工頻電壓進行工頻參考電壓、持續電流和局部放電測試，測試數據如表3 所示，脈沖局放圖譜如圖3 所示。

表3 工頻參考電壓、持續電流及脈沖局放試驗數據

圖3 脈沖局放試驗圖譜

由表3 看出，B 相避雷器1mA 工頻參考電壓28.9kV，持續運行電壓Uc 下全電流IX為2395μA、阻性電流峰值IRP 為2391μA。由圖3 看出，B 相避雷器在1.05Uc下的局部放電量為41PC，圖譜呈現內部絕緣放電特征。

3 返廠解體檢查

3.1 解體檢查

解體前，對3 號主變1 號電容器35kV 避雷器B 相外觀進行檢查，絕緣子外表面無破損龜裂情況，無放電痕跡。

從B 相避雷器頂部削除硅橡膠外護套，切割后，分離出上電極和壓緊彈簧，檢查發現，上電極（電極為鐵質材料，無鍍鋅層）朝壓緊彈簧的一面存在明顯銹蝕痕跡。

將避雷器下部切割開，分離出出線螺栓導電環和下電極，檢查發現，下電極朝出線螺栓的一面存在明顯銹蝕痕跡。將出線螺栓導電環與絕緣筒分離，檢查發現，導電環外側（出線螺栓孔側面）存在明顯銹蝕痕跡，如圖4 所示。

圖4 避雷器下電極

將出線螺栓導電環與絕緣筒分離，檢查發現導電環外側（出線螺栓孔側面）存在明顯銹蝕痕跡，如圖5 所示。

圖5 避雷器下電極導電環

將上電極和下電極分別沿側面切割開，上下電極采用環氧膠密封，檢查未發現明顯異常。

從壓緊彈簧下方外護套切割口處依次取出氧化鋅電阻片（共18 片），檢查發現，其中第1 ～4 及18 片電阻片存在明顯受潮痕跡。

3.2 避雷器氧化鋅電阻片試驗

3.2.1 電阻片直流試驗

對拆解下來的B 相避雷器電阻片（共18 片）進行直流1mA 電壓（U1mA）及0.75U1mA 下泄漏電流試驗，僅第6 ～12 片電阻片直流1mA 電壓合格，第7 片0.75U1mA 下泄漏電流合格，其他數據均不合格，試驗數據如表4 所示。

表4 電阻片直流試驗數據（部分）

3.2.2 電阻片烘干后直流試驗

選取B 相避雷器第2-5、17、18 片共6 片劣化氧化鋅電阻片在130℃恒溫下烘烤5h 后，進行直流1mA 電壓（U1mA）及0.75U1mA 下泄漏電流試驗測量，試驗數據均合格，恢復正常。

3.3 正常相避雷器水煮試驗

對C 相（正常相）避雷器進行42 小時水煮試驗（鹽水煮），密封試驗合格，直流1mA 電壓（U1mA）及0.75U1mA 下泄漏電流試驗及工頻脈沖局放試驗合格。

4 結語

氧化鋅電阻片烘干后直流試驗合格，可基本判斷閥片本身并未出現老化或者劣化現象，這是本次紅外測溫未發現明顯異常的原因。綜合現場檢測、解體前試驗及解體檢查情況，判斷該避雷器B 相泄漏電流異常原因為避雷器內部受潮?？偨Y經驗如下：

（1）避雷器阻性電流測試是發現避雷器內部故障的有效檢測手段，同時結合紅外測溫和停電診斷試驗，三者互相驗證，可以大大提高避雷器缺陷診斷的準確性。

（2）避雷器生產廠家應加強生產工藝和生產過程的管控，對重點環節和部件嚴格把關，嚴格開展出廠檢驗，防止類似因設備缺陷引發的事故發生。

（3）對于同廠家同型號的設備，重點做好運行狀況的運維巡視，綜合利用避雷器阻性電流測試、紅外測溫等帶電檢測及在線監測等有效手段，對避雷器進行常態化檢測，確保設備安全穩定運行。