變電站避雷器在線監測儀故障的原因分析及整改措施

陳 彥

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

變電站避雷器在運行過程中長期承受很高的運行電壓，尤其是目前廣泛使用的金屬氧化鋅避雷器，其閥片會在長期高電壓、大電流工況下逐漸劣化，泄漏電流又會隨之增大，加快閥片劣化速度，并使閥片溫度升高，可能引發避雷器爆炸事故。而變電站避雷器在線監測儀能實時提供避雷器的全電流和動作情況，為運行人員及檢修人員判斷和檢修避雷器異常故障提供了準確的數據。所以，需要針對避雷器在線監測儀的常見故障進行分析，及時處理缺陷，保證在線監測儀的安全運行。

1 避雷器在線監測儀簡介

如圖1所示（以金屬氧化鋅避雷器在線監測儀為例），避雷器在線監測儀主要由放電計數器和電流測試儀組成，并接在避雷器上用來記錄避雷器動作次數。放電計數器可記錄避雷器過電壓放電次數，而電流測試儀則可監測避雷器泄漏電流值，同時避雷器在線監測儀還帶有警示及指示帶電功能。

圖1 避雷器在線監測儀原理圖

放電計數器和電流測試儀密封在一個金屬外殼內，可屏蔽電磁干擾且防銹耐腐。放電計數器為二位電磁式，電容在每次沖擊電壓下通過非線性回路對計數器線圈放電，從而可準確記錄避雷器放電次數；而電流測試儀是一個毫安表，顯示的是在運行電壓下避雷器的泄漏電流，可通過不同色段的電流顯示區來顯示避雷器的實時運行工況，以判斷避雷器的內部受潮及絕緣情況。

2 在線監測儀故障實例分析

運行人員在對220 kV臺山變電站進行巡視時，發現220 kVⅠ母避雷器在線監測儀數據異常。220 kVⅠ母的在線監測儀電流值超過標準，運行人員使用鉗形電流表對Ⅰ母進行了泄漏電流校核，具體接線如圖2所示（不包括虛線中的毫安表），測量數據如表1所示。

圖2 帶電校核接線圖

表1 220 kVⅠ母在線監測儀帶電校核數據

表1數據顯示，避雷器在線監測儀A相的數據和B、C兩相的數據相差很大，但通過鉗形電流表測量A、B、C三相的電流數據相近，可判斷非避雷器本體故障，而是A相在線監測儀故障。

當避雷器在線監測儀的電流指示為0時，可通過并接毫安表來進行帶電校核，具體接線方法如圖2虛線部分所示。若毫安表的數據指示同樣為0或者異常，應考慮為避雷器本體或者底座絕緣缺陷，并結合紅外成像或停電來進一步判斷和處理；若毫安表數據指示正常，則有可能是在線監測儀與底座或引線接觸不良或其本身故障。

3 常見故障分析及整改措施

通過在日常維護及檢修作業中對避雷器在線監測儀常見缺陷進行研究分析，其常見的故障原因表現如下：

3.1 密封效果不達標

這種情況最常見，一是為了降低瓷瓶的應力損傷，在接頭及內部沒有采用密封墊圈而是用的金屬平墊，這樣雖然可以增加接觸部位受力面積且受力均勻，但無法滿足密封要求；二是沒有采用傘形接頭，而是采用了非傘形接頭，在多雨的季節，雨水會沿著螺絲釘的螺紋及平墊滲入瓷瓶，從而使在線監測儀內部受潮甚至導致內部計數器短路失效。

整改措施如下：

（1）為了保證在線監測儀瓷瓶的密封效果，應該在接頭處加裝密封墊圈，還可增加環形橡膠墊圈以進一步加強密封性。將套有環形橡膠墊圈的傘形接頭螺絲釘穿進空心瓷瓶，再裝到在線監測儀上以起到防水效果，增強密封性能。

（2）使用傘形接頭，這樣雨水只會沿著傘形邊緣流下，而不會通過接頭的螺紋進入在線監測儀內部。

（3）在在線監測儀的各接頭處及有可能滲水的地方加封中性硅酮玻璃膠，以增強在線監測儀的密封性。中性硅酮玻璃膠成本低，密封性能好，性能穩定，可應對惡劣的戶外運行環境。

3.2 彈簧不達標或失效

在線監測儀的放電計數器動作原理主要是利用了電磁感應，線圈帶電吸合鐵皮計數動作一次，需通過彈簧的拉伸和收縮來完成鐵片的復位，以完成一次計數動作。這要求承受軸向拉力的螺旋彈簧必須具有很好的抗疲勞極限、彈性極限和沖擊韌性，且在不承受任何負荷的情況下，彈簧的圈與圈之間應沒有間隙地并緊。如果計數器采用的彈簧不達標，如彈簧圈數太少而耐疲勞性能差或者老化失效，都將影響在線監測儀的正確動作。

整改措施：更換在線監測儀計數器不達標或老化的彈簧。

按照GB/T 1239.1—2009《冷卷圓柱螺旋彈簧技術條件第1部分：拉伸彈簧》技術標準的要求，作計數用的彈簧標準如下：有效圈數大于10圈；支撐圈數大于1.5圈；圈與圈之間在常態下是并緊的，沒有間隙或間隙很小。

所以，在線監測儀可采用如下參數的彈簧：有效圈數為16圈，支撐圈數為2圈，圈與圈之間在常態下間隙很小。

4 結語

相比避雷器本體故障，變電站避雷器在線監測儀故障概率更高。所以當在線監測儀指示異常時，可采用文中提到的鉗形電流表或并聯毫安表來判斷故障點，及時消缺，以減少盲目檢修。同時，本文總結了日常維護工作中在線監測儀常見的故障及整改措施，希望能夠有效降低在線監測儀的故障率。

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