金屬氧化物避雷器狀態(tài)量異常的分析處理

曹小龍，吳棟梁，雷乘龍，周琬鈞

(國網(wǎng)甘肅省電力公司天水供電公司，甘肅 天水 741020)

金屬氧化物避雷器狀態(tài)量異常的分析處理

曹小龍，吳棟梁，雷乘龍，周琬鈞

(國網(wǎng)甘肅省電力公司天水供電公司，甘肅 天水 741020)

針對一起金屬氧化物避雷器狀態(tài)量異常的事件，通過紅外測溫、在線監(jiān)測、運行中持續(xù)電流及停電試驗等狀態(tài)檢測方法，判別、分析出避雷器狀態(tài)量異常缺陷的發(fā)生部位。根據(jù)狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)作出異常避雷器內(nèi)部嚴重受潮的結論。解體結果驗證了分析結論，證明了狀態(tài)量檢測對及時、準確發(fā)現(xiàn)金屬氧化物避雷器缺陷的重要性。

避雷器；紅外測溫；狀態(tài)量；在線監(jiān)測裝置；故障診斷

0 引言

MOA(Aetal Oxide Arrester，金屬氧化物避雷器)作為電網(wǎng)主要的過電壓保護設備，其重要性不言而喻，對運行中MOA狀態(tài)的檢測也顯得尤為重要。

目前，MOA狀態(tài)檢測方法主要包括紅外測溫、在線監(jiān)測、運行中持續(xù)電流及停電試驗等方法。用這些方法檢測得到的運行信息，是構成MOA狀態(tài)量的重要組成部分。正確分析、評價MOA狀態(tài)量，對及時發(fā)現(xiàn)其缺陷有著十分重要的作用。

1 MOA狀態(tài)量異常事件

1.1 紅外測溫狀態(tài)量

2015-03-24，運行人員在某變電站進行設備紅外測溫過程中，發(fā)現(xiàn)該站MOA溫度異常，測溫結果如表1所示。

表1 MOA紅外測溫數(shù)據(jù)

1.1.1 MOA溫升數(shù)據(jù)

從表1數(shù)據(jù)可知，C相MOA測溫數(shù)據(jù)不符合正常MOA溫升規(guī)律，而同組的A，B相MOA溫度正常。MOA溫升參考值如表2所示。

表2 MOA允許的相間溫差及最大工作溫升參考值

紅外熱像圖顯示：A，B相為整體輕微發(fā)熱，熱點靠近上部且不均勻，從上到下溫度逐漸降低，溫差不超過0.5 ℃，屬于正常狀態(tài)；C相端部明顯發(fā)熱，自身溫差為2.7 ℃，發(fā)熱點局部溫度比A，B相相應位置分別高2.3，2.5 ℃。MOA正常熱像特征是整體有輕微發(fā)熱，熱場分布基本均勻；異常熱像特征是整體或局部有明顯發(fā)熱，溫差達到表2判定缺陷的溫差等級。

1.1.2 初步處理意見

運行人員立即將測溫異常情況上報設備運行管理部門，給出以下幾點處理意見：

(1) 立即對該組MOA運行中持續(xù)電流進行檢測，進一步分析判斷；

(2) 因出線所帶負荷較重，近期內(nèi)不能對MOA停運檢查，運維人員應加強運行監(jiān)視，增加對在線監(jiān)測裝置的巡檢次數(shù)，分析裝置顯示值變化趨勢，尤其是C相；

(3) 縮短紅外檢測周期，重點關注C相MOA發(fā)熱點溫度及3相間溫差狀況；

(4) 根據(jù)以上狀態(tài)量檢測結果，密切注視異常相MOA的發(fā)展趨勢，擇機停運檢查。

1.2 MOA銘牌參數(shù)

該MOA為單節(jié)避雷器，其參數(shù)如表3所示。該組MOA投入運行后至異常事件發(fā)生前一直正常，各項狀態(tài)量均在規(guī)程的允許范圍內(nèi)。

表3 MOA銘牌參數(shù)

1.3 在線監(jiān)測裝置指示值

異常事件發(fā)生前，MOA在線監(jiān)測裝置歷次檢測指示值如表4所示。可以看出，在該時段全電流數(shù)據(jù)穩(wěn)定，且在要求范圍之內(nèi)。

表4 MOA在線監(jiān)測儀歷次檢測指示值

運行經(jīng)驗表明，在MOA有缺陷時，阻性電流會出現(xiàn)大幅變化；但由于阻性電流占全電流比重較小，所以全電流的變化量并不明顯。在實際工作中，全電流在線監(jiān)測裝置指示值即使有輕微變化，也需要引起高度重視。

2015-03-24，運行人員開始對在線監(jiān)測裝置指示值進行每天2次的特巡，指示值如表5所示。C相MOA的全電流有微量增長趨勢，截至4月2日，已達同組MOA的1.58倍。

1.4 紅外測溫狀態(tài)量跟蹤檢測

對MOA紅外測溫跟蹤檢測，測溫數(shù)據(jù)如表6所示。從表6中可知，C相發(fā)熱點溫度有上升趨勢。

表5 發(fā)生異常后MOA在線監(jiān)測儀指示值

表6 發(fā)生異常后MOA紅外測溫數(shù)據(jù)

2 運行中持續(xù)電流檢測

2.1 帶電測試數(shù)據(jù)

MOA在運行中的劣化主要是指電氣特性和物理狀態(tài)發(fā)生變化，這些變化使其伏安特性漂移、熱穩(wěn)定性破壞、非線性系數(shù)改變、電阻局部劣化等。一般情況下這些變化都可以從運行中持續(xù)電流(全電流、阻性電流)、功率損耗、電流電壓相角等電氣指標的變化上反映出來，因此可依據(jù)以上指標判斷MOA狀態(tài)。

MOA發(fā)生異常前、后持續(xù)電流檢測結果如表7所示。從表7中可以看出，C相阻性電流自2015-03-25開始呈增大趨勢。因歷次測試時未考慮相間干擾，阻性電流表現(xiàn)為A相測試結果偏大，C相測試結果偏小，B相測試結果居中的規(guī)律。表7中顯示，在發(fā)生異常后C相阻性電流比同組A，B相避雷器的測試值大40 %左右。采用同型儀器重復檢測后結果相同。

表7 MOA帶電測試結果

2.2 測試數(shù)據(jù)分析

2.2.1 運行中持續(xù)電流縱向分析

由表7可知，在2015-03-25前，A，B相全電流IX、阻性電流IR、功率損耗P1之前的測試數(shù)據(jù)沒有明顯變化。2015-03-25，C相檢測數(shù)據(jù)與之前的測試數(shù)據(jù)相比有較大變化，具體變化有以下幾點：

(1) 阻性電流初值差高達326.6 %，并且數(shù)據(jù)變化趨勢很明顯；

(2) 全電流初值差2.81 %，有微量增加的趨勢；

(3) 功率損耗Pl增長也很明顯，初值差達277.39 %。

檢測數(shù)據(jù)不符合Q/GDW 168—2013輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程中“阻性電流初值差不大于50 %”的要求。

2.2.2 運行中持續(xù)電流橫向分析

為分析方便，不考慮相間干擾，橫向比較表7中數(shù)據(jù)可看出。A，B 2相與C相比較，全電流相差不大；而阻性電流分別增加2.7倍、3.8倍，增幅較大。

2.2.3 阻性電流和全電流的比例關系

測量經(jīng)驗表明，阻性電流不能超過全電流的20 %(即IR/Ix≤20 %)。由表7可知阻性電流IR在交流泄漏全電流中占有的比例呈增大趨勢，最高達到29.72 %。

2.2.4 電壓、電流相角差“Φu-IX”變化

用MOA的泄漏全電流(IX)和運行相電壓U之間的夾角“Φu-IX”角來評價MOA性能。在MOA劣化時，阻性電流明顯增大而容性電流變化很小，所以電流電壓相角“Φu-IX”會降到80°以下。MOA性能的經(jīng)驗判據(jù)如表8所示。

表8 用“Φu-IX”角評價MOA性能的經(jīng)驗判據(jù)

由表7可知，A，B 2相電壓、電流相角差“Φu-Ix”較穩(wěn)定且處于表8所示的正常范圍內(nèi)。C相MOA的“Φu-Ix”角度呈減少趨勢，最近1次比上次正常值減少了14.6°。

2.2.5 結論

各項帶電檢測狀態(tài)量指標數(shù)據(jù)變化均較大，進一步說明異常相MOA已存在缺陷而且缺陷發(fā)展較快，避雷器必須停電進行檢查處理。

3 停電試驗狀態(tài)量

3.1 停電試驗結果

2015-04-02，該組避雷器停運。按規(guī)程要求分別進行了直流1 mA、電壓U1mA及0.75 U1mA下的泄漏電流、本體絕緣電阻、底座絕緣電阻、放電計數(shù)器功能等停電狀態(tài)檢測項目。檢測數(shù)據(jù)如表9所示。

表9 MOA停電檢測結果

3.2 停電檢測數(shù)據(jù)分析

從表9數(shù)據(jù)可知，停電后測量MOA各相本體絕緣電阻、底座絕緣電阻符合要求。

A，B相U1mA大小基本一致，歷次數(shù)據(jù)與制造廠規(guī)定值(U1mA實測值與初始值或制造廠規(guī)定值比較，變化不應大于±5 %)相比，變化率均在合格范圍之內(nèi)；C相U1mA下降較為明顯，與交接值、上次值、規(guī)定值(U1mA≥145 kV)相比，變化率分別為-14.19 %，-14.76 %，-12.41 %，遠遠超出規(guī)定值；A，B相歷次0.75 U1mA下的泄漏電流都小于規(guī)程要求值(不大于50 μA)，C相0.75 U1mA下的泄漏電流達92 μA，是交接值的10.2倍，嚴重超標，C相的試驗數(shù)據(jù)不合格。

停電試驗結果驗證了紅外測溫、運行中持續(xù)電流檢測、在線監(jiān)測等狀態(tài)量檢測結果的正確性。可斷定避雷器C相內(nèi)部已存在嚴重的絕緣缺陷。因此，該相避雷器，應予以更換。

4 解體檢查分析

為進一步查明狀態(tài)量異常相避雷器缺陷的原因和部位，對更換下來的MOA進行解體檢查。

(1) 打開MOA上法蘭的金屬頂蓋，發(fā)現(xiàn)密封蓋內(nèi)有明顯水珠，兩端蓋板銹蝕嚴重，防爆板表面已全部呈現(xiàn)綠色金屬銹。

(2) 密封螺絲銹蝕嚴重，閥片外環(huán)氧筒外壁有水銹痕跡。

(3) MOA上端密封圈存在壓偏和老化現(xiàn)象，使密封性能遭到破壞，潮氣或水分侵入避雷器，導致避雷器嚴重受潮，MOA溫度、在線監(jiān)測裝置指示值、持續(xù)運行電流等狀態(tài)量發(fā)生異常。

5 結束語

MOA是電力系統(tǒng)運行中的重要設備，對保護電氣設備安全有著極其重要的作用。MOA作為保護設備，若存在故障或缺陷，不僅起不到保護作用，嚴重時還會影響其他設備的運行，甚至釀成事故。因此，檢測MOA的狀態(tài)量并科學分析檢測數(shù)據(jù)，得出正確診斷結論，實時掌握MOA運行狀況，以便及時發(fā)現(xiàn)故障先兆，為MOA運行、檢修、試驗提供有力、可靠的依據(jù)，這對提高MOA的運行維護水平，及時發(fā)現(xiàn)事故隱患，減少停電事故有著積極的意義。

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10 曹小龍，張四江，曹小虎．帶電測試法對MOA測量數(shù)據(jù)的影響[J]．電瓷避雷器，2005，48(6)：24-27．

2016-09-08。

曹小龍(1971-)，男，工程師，主要從事電力設備狀態(tài)檢測和電氣試驗工作，email：cxl353311@126.com。

吳棟梁(1988-)，男，工程師，主要從事電力設備檢測工作。

雷乘龍(1988-)，男，助理工程師，主要從事電力設備狀態(tài)檢測和電氣試驗工作。

周琬鈞(1991-)，男，助理工程師，主要從事電力設備狀態(tài)檢測和電氣試驗工作。