帶電檢測發現金屬氧化物避雷器阻性電流異常的案例分析

劉安文，許甜田，張少成

（國網浙江省電力公司紹興供電公司，浙江紹興312000）

帶電檢測發現金屬氧化物避雷器阻性電流異常的案例分析

劉安文，許甜田，張少成

（國網浙江省電力公司紹興供電公司，浙江紹興312000）

從金屬氧化物避雷器帶電檢測的方法和原理出發，分析了阻性電流帶電檢測對避雷器進行故障診斷的有效性。結合利用帶電檢測手段發現的設備故障案例，通過停電試驗和解體分析證實了避雷器故障的原因是密封不良造成氧化鋅閥片進水受潮。驗證了帶電檢測在避雷器絕緣診斷中的有效性，同時提出了避雷器狀態檢測應注意的問題。

帶電檢測；金屬氧化物避雷器；狀態檢修；阻性電流

MOA（金屬氧化物避雷器）因具有優異的非線性特性、通流容量大和結構簡單可靠等優點，已逐步取代傳統SiC避雷器。但在實際運行中，MOA的爆炸事故也時有發生，主要原因是阻性分量增大，損耗劇增，引起熱崩潰。根據國家電網公司發布的Q/GDW 1168-2013《輸變電設備狀態檢修試驗規程》要求，對狀態評價結論為良好的設備，其檢修周期可延長至6年。隨著設備檢修周期的延長以及狀態檢修的深入開展，避雷器停電試驗的機會越來越少，帶電檢測以及在線監測在一定程度上決定了對避雷器絕緣狀況的判斷。本文通過分析1例由阻性電流帶電檢測發現的避雷器故障案例，說明了帶電檢測在避雷器絕緣診斷中的有效性和重要性。

1 MOA帶電檢測原理

運行中的MOA在交流電壓的作用下，流經的泄漏電流有2種：阻性電流和容性電流。其中阻性電流只占約5%~20%。避雷器等值電路和電壓電流相量圖如圖1、圖2所示。

圖1MOA等值電路

圖2 中，在工作電壓U下，總泄漏電流I可以分解為阻性電流IR和容性電流IC，設U與I的相位差為φ，則各電流之間的關系為：

圖2 避雷器電流相量

由式（1）、（2）可以看出，當避雷器出現老化、受潮、絕緣下降以及表面污穢等情況時，電容或電阻將發生改變，從而使參數I，IR和IC發生變化，因此，通過帶電檢測泄漏電流特別是阻性分量，可以反映避雷器的健康狀況。

2 帶電檢測發現缺陷情況

2.1 帶電檢測數據分析

某220 kV變電站35 kV并聯電容器（簡稱并容）間隔戶外MOA型號為YH10WR-51/120，出廠日期為2011年4月，投運日期為2011年9月。依照帶電檢測規程要求，按既定帶電檢測計劃，于2013年4月對該220 kV變電站實施全站設備的帶電檢測工作。檢測過程中發現35 kV并容間隔共計4相避雷器存在全電流和阻性電流嚴重超標的缺陷，帶電檢測數據見表1。

表1 避雷器帶電檢測數據

以并容3E24間隔為例，檢測人員發現C相檢測結果較A相、B相嚴重偏大，其全電流有效值為1.574 mA，阻性電流峰值為1.558 mA，分別為正常相的3.63倍和55.6倍，阻性分量增加非常明顯，可以初步判斷避雷器內部閥片受潮。根據浙江省電力公司《基于不停電檢測的氧化鋅避雷器狀態評價導則（試行）》，該避雷器本體部分扣分為40分，避雷器為不良狀態。同時對其它3個間隔的避雷器進行帶電檢測，也發現存在同樣缺陷。立即將該情況匯報相關部門，決定將存在問題的間隔退出運行。

2.2 停電試驗數據分析

為了進一步確認避雷器內部是否存在缺陷，對存在問題的避雷器進行了停電試驗。以并容3E24間隔避雷器為例，試驗結果見表2。

表2 并容3E24間隔避雷器停電試驗數據

從表2的試驗數據可以看出，C相避雷器內部存在嚴重的絕緣不良狀況，結合帶電檢測時避雷器全電流、阻性電流數值綜合判斷，可以確定其內部存在嚴重缺陷。

2.3 解體分析

根據帶電檢測和停電試驗數據得出的結論，決定對C相避雷器進行解體檢查。首先進行外觀檢查，發現外絕緣良好，但頂蓋與外絕緣密封處存在間隙，且頂蓋存在銹蝕痕跡。

將硅橡膠外絕緣剝離后，檢查硅橡膠套內部和玻璃鋼筒體外部有無受潮痕跡。

將玻璃鋼筒體上部鋸斷后，發現上部壓緊彈簧以及與該彈簧接觸的上法蘭內表面有部分銹蝕，見圖3。

圖3 法蘭內表面銹蝕

將閥片逐片從筒體內取出，發現越接近下部法蘭閥片水跡越明顯，內部2個鐵件表面已全部銹蝕且有明顯的水跡，見圖4—6。從內部解體情況分析受潮時間已較長。

圖4 內部生銹鐵件1

圖5 內部生銹鐵件2

圖6 閥片受潮

對C相泄漏儀電流指示值進行校驗，發現泄漏儀讀數為0.4 mA時，帶電測試儀器讀數為0.48 mA；泄漏儀讀數為0.5 mA時，帶電測試儀器讀數達3.5 mA（讀數均為有效值）。可見，該泄漏儀的讀數偏差導致了運行巡視人員無法及時發現該缺陷。

2.4 原因分析

對以上測試數據和解體結果進行分析，可以得出：該避雷器法蘭與玻璃鋼筒體結合處存在密封不良，導致在運行過程中緩慢吸入潮氣致使避雷器內部受潮；受潮導致避雷器閥片絕緣性能下降；隨著運行時間的增加，受潮程度逐漸加深，導致運行電壓下泄漏電流的阻性電流明顯增大。若不及時發現該設備隱患，隨著避雷器受潮程度的加深，有可能會出現避雷器運行中爆炸的嚴重事故，對人身、設備造成不可設想的后果。

目前上述3個間隔的避雷器均已退出運行，由于存在問題的避雷器型號均為YH10WR-51/ 120，且投運時間不長，因此懷疑該型號避雷器存在家族性缺陷。

3 結論

（1）新設備的交接試驗并不一定能發現設備潛在的缺陷，隨著運行時間增加，設備的狀態可能發生明顯改變，因此應加強設備投運后的帶電檢測。

（2）相比于停電試驗，由于帶電檢測不影響設備運行，所得到的數據更接近設備真實狀態，且不受停電時間制約。因此帶電檢測比傳統的預防性試驗更能有效地檢測設備缺陷。

（3）在條件許可的情況下，建議加裝避雷器阻性電流在線監測儀，對避雷器運行狀態進行實時監測。

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（本文編輯：趙曉明）

Case Analysis on Live Detection of Abnormal Resistive Current of MOA

LIU Anwen，XU Tiantian，ZHANG Shaocheng
（State Grid Shaoxing Power Supply Company，Shaoxing Zhejiang 312000，China）

This paper analyzes effectiveness of the resistive current live test for MOA（Metal Oxide Arrester）on the basis of live test methods and principles of MOA.In combination with equipment failure found by live detection，It is confirmed that the cause of arrester failure is caused by moisture from poor sealing of MOA valve by outage test and disintegration analysis；validity of the detection of charged MOA insulation diagnosis is verified.Meanwhile，the paper proposes precautions in status detection of MOA in the future.

live detection；MOA；condition-based maintenance；resistive current

TM862+.1

B

1007-1881（2015）06-0013-03

2014-12-12

劉安文（1982），男，工程師，高級技師，從事高壓試驗工作。