一類變電站主變10kV側(cè)避雷器絕緣缺陷原因分析

蘇大華

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，江門，廣東 529000）

一類變電站主變10kV側(cè)避雷器絕緣缺陷原因分析

蘇大華

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，江門，廣東 529000）

避雷器是十分重要的變電站一次設(shè)備，當(dāng)系統(tǒng)遭受過電壓時，其本身電阻急劇下降，將大電流引入大地，有效控制系統(tǒng)電壓在安全范圍，從而使電力系統(tǒng)正常工作。現(xiàn)以一類變電站主變10kV側(cè)避雷器絕緣缺陷進(jìn)行實(shí)例分析，并對其設(shè)備的選型及日常運(yùn)維提供建議。

避雷器；溫度；絕緣電阻；材料

1　引言

2015年5月至8月期間，江門供電局試驗(yàn)研究所在對站內(nèi)一次設(shè)備開展預(yù)試工作中，先后發(fā)現(xiàn)多個變電站主變10kV側(cè)避雷器本體絕緣電阻及直流泄漏電流值低于規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。通過對更換下來的避雷器解體檢查及試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)避雷器絕緣筒材料絕緣電阻受溫度的影響較大，在炎熱季節(jié)，繼而造成10kV側(cè)避雷器本體絕緣異常現(xiàn)象陸續(xù)顯現(xiàn)。

2　缺陷概況

以我局110kV某變電站#1主變10kV側(cè)避雷器為例，其產(chǎn)品型號為YH5WZ-17/45的有機(jī)復(fù)合外套氧化鋅避雷器。2015年5月27日，在進(jìn)行#1主變間隔預(yù)試工作中，發(fā)現(xiàn)三相10kV側(cè)避雷器直流泄漏電流明顯超標(biāo)，絕緣電阻也不合格。該日氣象條件為天氣炎熱，避雷器安裝在主變低壓側(cè)電纜箱內(nèi)，氣溫35℃，濕度60%，變壓器上層油溫45℃。具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 站內(nèi)現(xiàn)場測試結(jié)果

將以上數(shù)據(jù)與規(guī)程比較，75%U1mA下直流泄漏電流值不大于50μA、絕緣電阻值不小于1000MΩ的標(biāo)準(zhǔn)[1]。在現(xiàn)場經(jīng)過清抹、加屏蔽等措施處理，均無明顯改善，避雷器試驗(yàn)數(shù)據(jù)仍低于規(guī)程要求，故判斷三相避雷器不合格。

3　缺陷檢查

3.1解體前試驗(yàn)

3.1.1 室內(nèi)常溫下試驗(yàn)

為分析避雷器異常原因，決定對更換下來的三相避雷器和三只備品避雷器帶回試驗(yàn)室進(jìn)行解體檢查及分析，在試驗(yàn)室放置兩天，試驗(yàn)室溫度26℃，濕度50%。解體前先進(jìn)行絕緣電阻、直流1mA參考電壓U1mA、75%U1mA下直流泄漏電流試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)六只避雷器試驗(yàn)數(shù)據(jù)都在合格范圍內(nèi)。具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。3.1.2 避雷器整體在不同溫度下試驗(yàn)（熱曬加熱）

表2 站內(nèi)現(xiàn)場測試結(jié)果

考慮試驗(yàn)室和現(xiàn)場溫度的差異，為了驗(yàn)證溫度對避雷器絕緣性能的影響，選取三只避雷器，分別為現(xiàn)場更換下來的A相、編號01備品、編號02的避雷器，進(jìn)行不同溫度下的對比試驗(yàn)。

通過儀器設(shè)備熱曬加熱的方式，分別測試其在不同溫度下的試驗(yàn)參數(shù)。A相及編號01備品兩只避雷器在不同溫度下各數(shù)據(jù)有明顯的變化，75%U1mA下直流泄漏電流增大，絕緣電阻明顯降低，而作對比的編號02杭州永德電氣有限公司避雷器在不同溫度下試驗(yàn)數(shù)據(jù)無明顯變化。為了進(jìn)一步分析原因，將A相避雷器解體后分部分進(jìn)行試驗(yàn)。

3.2解體后試驗(yàn)

針對解體前在不同溫度下試驗(yàn)得出的各數(shù)據(jù)變化情況，決定選取A相避雷器進(jìn)行解體分析。削除避雷器外部硅橡膠材料，取出避雷器中的氧化鋅閥片，對氧化鋅閥片進(jìn)行不同溫度下的絕緣電阻測試。結(jié)果顯示，A相避雷器中的氧化鋅閥片絕緣良好，且不受溫度影響。

再對絕緣筒進(jìn)行不同溫度下的絕緣電阻對比試驗(yàn)：對避雷器絕緣筒進(jìn)行絕緣電阻測試，26℃時絕緣電阻為5000MΩ；用加熱器對避雷器絕緣筒進(jìn)行加熱，同時利用紅外測溫儀進(jìn)行溫度監(jiān)測，從26℃到125℃升溫過程中，不同溫度下測量絕緣電阻。絕緣筒的絕緣電阻值在一定范圍內(nèi)與溫度成線性關(guān)系，隨著溫度的升高，絕緣電阻值會不斷下降。在絕緣筒表面噴濕的條件下也做了試驗(yàn)，結(jié)果表明，避雷器絕緣筒的絕緣電阻受溫度影響明顯，與表面干濕度無關(guān)。

4　分析與結(jié)論

從材料上看，出現(xiàn)絕緣缺陷的避雷器產(chǎn)品使用的是加強(qiáng)尼龍為材料的絕緣筒，而作為對比的杭州永德避雷器為環(huán)氧玻璃纖維纏繞管絕緣筒[2]。導(dǎo)致避雷器在較高溫度下絕緣電阻下內(nèi)部絕緣筒加強(qiáng)尼龍材料的絕緣性能受溫度影響較大，隨著溫度升高，絕降的主要原因是避雷器緣下降，甚至低于規(guī)程1000MΩ的標(biāo)準(zhǔn)。

良好的加強(qiáng)尼龍具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、剛度，以及良好的電氣絕緣性能。但質(zhì)量參差不齊，如材料本身含有較多雜質(zhì)和水分，或熱塑過程中留有氣泡和空隙，當(dāng)溫度升高時，雜質(zhì)分子、原子的運(yùn)動加劇，泄漏電流將增大，絕緣電阻下降[3]。而廠家均未能對材料的成分、品質(zhì)要求作出說明，對這種材料的選用和檢測，目前沒有規(guī)范加以明確，這會導(dǎo)致成為避雷器質(zhì)量的漏洞。

5　建議

（1）變電站10kV避雷器的交接試驗(yàn)，一般在常溫環(huán)境下進(jìn)行，無法檢出其受溫度影響的缺陷，鑒于廠家沒法確保杜力頓材料質(zhì)量，建議今后變電站10kV避雷器的技術(shù)規(guī)范要明確絕緣筒材料使用環(huán)氧玻璃纖維纏繞管。

（2）加強(qiáng)尼龍材料易受溫度影響，在溫度較高的環(huán)境下，絕緣性能降低，建議做好在運(yùn)使用加強(qiáng)尼龍材料絕緣筒的避雷器梳理檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時更換。

（3）變壓器低壓側(cè)采用電纜箱的出線方式，環(huán)境密閉、悶熱，不利于電纜和避雷器散熱和防潮，不利于運(yùn)行巡視，也無法進(jìn)行帶電測試，建議逐步取消采用低壓電纜箱的結(jié)構(gòu)。

[1] Q/CSG114002-2011．電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程[S]

[2] GB 11032-2000．交流無間隙金屬氧化物避雷器[S]

[3] 高楠楠，鄭遠(yuǎn)平．?dāng)嗦菲?避雷器 電力電纜試驗(yàn)與分析[M]．北京：中國電力出版社，2012.5:60-68

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.11.016

TM4，TN915.853

C

1672-7274（2016）11-0056-02