基于帶電檢測技術(shù)的金屬氧化物避雷器缺陷分析

陳瑞 潘凌 蘭柏

摘 要：電力被稱為“國民經(jīng)濟的先行官”，對于保證電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行具有十分重要的意義。金屬氧化物避雷器作為最主要的防護設(shè)備，在電力系統(tǒng)中被普遍應(yīng)用，一方面它具有性能穩(wěn)定、壽命長等特點，但另一方面它也有著客觀存在的局限性，例如長期使用會產(chǎn)生發(fā)熱、絕緣性下降的問題。因此，在實際運行中應(yīng)充分利用現(xiàn)有帶電檢測技術(shù)綜合分析金屬氧化物避雷器的缺陷。本文簡要分析了金屬氧化物避雷器的結(jié)構(gòu)以及其具體缺陷，并提出了相應(yīng)的建議，旨在為相關(guān)帶電檢測工作提供參考。

關(guān)鍵詞：帶電檢測技術(shù)；金屬氧化物避雷器；電力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.150

0 前言

輸變電設(shè)備中使用的金屬氧化物避雷器用來保護絕緣免受過電壓危害，被廣泛應(yīng)用于發(fā)電、輸電、變電及配電系統(tǒng)中，它的運行狀況對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著直接影響。通過總結(jié)分析金屬氧化物避雷器的運行情況發(fā)現(xiàn)避雷器長時間運作會產(chǎn)生一些缺陷，在此背景中，如何有效檢測金屬氧化物避雷器的缺陷十分重要。近些年，國內(nèi)的避雷器帶電檢測技術(shù)逐步被推廣應(yīng)用，經(jīng)過反復檢測試驗認識了避雷器產(chǎn)生缺陷的原因及類型，并積極采取相應(yīng)措施予以治理，旨在保證變電站避雷器帶電檢測工作的順利開展。

1 金屬氧化物避雷器結(jié)構(gòu)

金屬氧化物避雷器主要由以下部分組成：主體元件、接線蓋板、絕緣底座均壓環(huán)以及壓力釋放裝置等。當避雷器在運行時發(fā)生超負載或意外情況時，壓力裝置會自動調(diào)節(jié)動作，避免事故的發(fā)生。同時，避雷器的絕緣底座上裝有顯示自身運行狀態(tài)的監(jiān)測器。金屬氧化物避雷器的基本結(jié)構(gòu)是閥片，核心原件材料為氧化鋅電阻片，呈圓餅形或環(huán)形，該材料具有保護特性好、通流能力大、結(jié)構(gòu)簡單和穩(wěn)定性好等特性。當前使用的無間隙結(jié)構(gòu)金屬氧化物避雷器僅用氧化鋅電阻片，無串聯(lián)間隙。

2 檢測方法

通過總結(jié)分析利用紅外熱成像、阻性電流測試等帶電檢測技術(shù)發(fā)現(xiàn)避雷器的缺陷的典型案例，并通過停電試驗的方式驗證了測試結(jié)論，充分說明目前所應(yīng)用的帶電檢測技術(shù)能夠有效發(fā)現(xiàn)避雷器的內(nèi)部缺陷[1]。

2.1 帶電檢測

當前對金屬氧化物避雷器的帶電檢測手段主要是紅外熱成像與阻性電流測試。紅外熱成像檢測技術(shù)具有不停電、不取樣、不接觸的特點，能夠保證檢測結(jié)果直觀準確，且應(yīng)用范圍廣。在運行過程中，當避雷器電阻片老化后會加劇發(fā)熱，與在相同作業(yè)條件下的其他類型避雷器相比，金屬氧化物避雷器的整體或局部溫度偏高，溫差不斷加大，通過紅外熱成像檢測技術(shù)能夠準確發(fā)現(xiàn)這一缺陷。此外，阻性電流測試同樣是一種有效檢測避雷器缺陷的手段，當避雷器劣化或存在隱患時，Ix反應(yīng)最為迅速，全電流Ix會隨著避雷器的故障程度而逐漸增大。利用數(shù)字化測量與分析技術(shù)，并結(jié)合專業(yè)的檢測儀器可以將阻性電流從Ix中精準地分離出來。當阻性電流數(shù)值持續(xù)增加時，應(yīng)對其原因進行深入剖析并定期進行檢測，當數(shù)值快速增加時，需要立即進行停電檢查，避免發(fā)生意外。

2.2 停電試驗與解體

為確認金屬氧化物避雷器的缺陷原因，因此需要按照相關(guān)規(guī)程對避雷器進行停電試驗與解體檢查。（1）停電試驗。停電試驗主要是檢測避雷器漏電電流以及底座的絕緣電阻。《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》規(guī)定：金屬氧化物避雷器U1mA的初值差應(yīng)不超過±5%且不低于《交流無間隙金屬氧化物避雷器》的規(guī)定值，0.75U1mA漏電電流初值差小于30%或小于50μA。通過總結(jié)學者們的相關(guān)停電試驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部絕緣狀況較差，阻性電流分量由于氧化鋅電阻片的特性發(fā)生變化而增加，從而致使避雷器本體溫度增加。（2）解體檢查。對避雷器進行解體檢查以進一步了解避雷器內(nèi)部狀況，并驗證上述試驗結(jié)果。采用金屬鋁板與防爆膜在避雷器的瓷瓶兩端密封，填充干燥的氮氣，下節(jié)避雷器鋁質(zhì)保護板邊緣有明顯銹蝕、防爆膜破裂、密封狀況較差，芯體受潮嚴重。

3 缺陷類型及原因

3.1 缺陷類型

按照部件類型可將金屬氧化物避雷器缺陷分為自身缺陷、外絕緣缺陷、接地引下線缺陷、引流線缺陷、底座缺陷、監(jiān)測器缺陷等。缺陷的表現(xiàn)形式主要包括：過熱、泄漏電流指示值超標、下泄漏電流超標等。

3.2 原因分析

由于金屬氧化物避雷器具有結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部介質(zhì)單一的特點，因此受潮、電阻片老化是金屬氧化物避雷器產(chǎn)生缺陷的主要原因。結(jié)合帶電檢測、停電試驗與解體檢查的結(jié)果可判斷產(chǎn)生缺陷的具體原因為：密封狀況差導致機體進水受潮，或使用了質(zhì)量不過關(guān)的氧化鋅電阻片，使其在運行過程中發(fā)生異常老化、劣化的缺陷。此外，近年來避雷器附件缺陷率逐漸增高，在使用過程中因質(zhì)量問題也會引發(fā)故障[2]。同時，部分制造廠家盲目追求經(jīng)濟效益，以次充好，他們?yōu)楸芾灼魃a(chǎn)的配套附件質(zhì)量低劣，不符合生產(chǎn)相應(yīng)標準。

4 建議

（1）受潮、電阻片老化是金屬氧化物避雷器產(chǎn)生缺陷的主要原因，因此必須對避雷器進行定期檢查，避免發(fā)生局部放電甚至爆炸等意外事故。（2）綜合利用紅外熱成像等帶電檢測技術(shù)可以有效發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部缺陷，避免運行故障。（3）在檢測時應(yīng)盡量排除外界因素對數(shù)據(jù)的干擾，保證結(jié)果準確，有參考價值。（4）加強監(jiān)管，作為電網(wǎng)安全運行的重要防護設(shè)備，對于金屬氧化物避雷器需要嚴格把控產(chǎn)品質(zhì)量，將責任到人落實到位，禁止質(zhì)量不過關(guān)的產(chǎn)品流通。（5）避雷器在運輸過程中應(yīng)注意緊固，避免受到強力沖擊。（6）在條件允許的情況下，對避雷器進行定期停電檢查，同時可采取必要的避雷器瓷套防污措施等，促進設(shè)備可靠運行。

5 結(jié)語

本文介紹了金屬氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu)、檢測方法，結(jié)合缺陷分析有針對性地提出運行維護措施與建議，可有效防范避雷器故障，促進電網(wǎng)安全運行。

參考文獻：

[1]王鶴許，劉海峰，李俊卿.金屬氧化物避雷器典型缺陷分析[J].河北電力技術(shù)，2012（31）.

[2]范敏，姜方財?shù)?基于帶電檢測技術(shù)的金屬氧化物避雷器缺陷分析[J].電瓷避雷器，2017（02）.