避雷器全電流及阻性電流帶電測試數(shù)據(jù)異常分析與研究

王強 梁永偉 蔣子豪 孫曉剛

【摘?要】金屬氧化鋅避雷器是保證變電站設(shè)備安全平穩(wěn)運行的重要保護設(shè)備之一，它在運行中發(fā)生受潮、老化以及受熱沖擊破壞后發(fā)生故障從而導(dǎo)致嚴(yán)重事故，影響變電站的安全運行。由于變電站持續(xù)運行時間，停電檢修機會少。而通過對運行避雷器全電流及阻性電流的在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析，可以有效發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部缺陷，將大大提高避雷器的運行可靠性。

【關(guān)鍵詞】避雷器;帶電測試;分析;研究

引言

隨著金屬氧化鋅避雷器在變電站中的廣泛應(yīng)用，避雷器的穩(wěn)定安全運行成為了電網(wǎng)維護的重要環(huán)節(jié)。所以，對避雷器的帶電檢測數(shù)據(jù)進行分析也尤其重要。

1 避雷器在線監(jiān)測技術(shù)

避雷器絕緣監(jiān)測裝置用以監(jiān)測避雷器泄漏電流的全電流、阻性電流及避雷器動作次數(shù)。

其中基波法具有以下優(yōu)點：基波法是采用數(shù)字濾波技術(shù)及模擬濾波技術(shù)從采集到的避雷器末屏泄露總電流中找出阻性電流的基波部分，并根據(jù)阻性電流來判斷避雷器的絕緣狀況。

2 避雷器帶電檢測數(shù)據(jù)異常案例

2.1昌吉換750KV交流設(shè)備在線數(shù)據(jù)異常

2.1.1案例經(jīng)過

2019年4月17日18時07分，昌吉換流站7102斷路器、7103斷路器斷路器跳閘，故障相C相，故障電流24.589KA，現(xiàn)場檢查750KV昌彩二線C相避雷器壓力釋放通道口處噴開、表計炸裂。

2.1.2避雷器在線數(shù)據(jù)分析

昌彩二線避雷器A相和C相的全電流和阻性電流數(shù)據(jù)曲線完全一致，后臺數(shù)據(jù)也一致。A、C相都存在故障，然而實際情況是故障相為C相，A相為正常相，所以綜合判斷昌彩二線避雷器A相和C相同時上傳的都是故障相C相的數(shù)據(jù)。

（3）綜上所述，可將昌彩二線避雷器C相缺陷發(fā)展分為6各階段進行分析。

①正常階段：設(shè)備投運--2019年03月06日，該階段設(shè)備運行正常，全電流和阻性電流未見明顯增長。

②隱患發(fā)展階段：該階段避雷器全電流開始明顯增長，全電流波形開始畸變，出現(xiàn)尖峰，并于4.15日11時達到4.5的系統(tǒng)報警值。

③突變階段：該階段避雷器已明顯劣化，全電流開始急速增加，波形進一步畸變，電流出現(xiàn)持續(xù)增大情況。

④擊穿點：2019年04月17日18時07分避雷器C相擊穿，吉換流站7102斷路器、7103斷路器跳閘，故障電流24.589KA，現(xiàn)場檢查750KV昌彩二線C相避雷器壓力釋放通道口處噴開、表計炸裂。

⑤擊穿后：此時該間隔實際已停電，C相避雷器監(jiān)測器傳感器燒損，擊穿電流導(dǎo)致該間隔避雷器IED死機，造成該階段在設(shè)備停電時，后臺仍然重復(fù)上傳數(shù)據(jù)擊穿前一刻的數(shù)據(jù)。

⑥IED恢復(fù)：避雷器在線監(jiān)測裝置IED恢復(fù)，此時該間隔已停電，數(shù)據(jù)正常上傳為0。

（4）對昌彩二線全電流數(shù)據(jù)分析：

縱向分析：比較昌彩二線C相投運以來全電流數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該相數(shù)據(jù)在2019年04月14日達到4.046mA，較投運時增加了20%，此時應(yīng)縮短檢測周期，并輔以紅外測溫等其他帶電檢測手段加強監(jiān)測，必要時應(yīng)停電處理;

橫向分析：剛投運時，該間隔三相數(shù)據(jù)大致相同，但隨著時間推移C相數(shù)據(jù)開始增加明顯增加，而正常相B相數(shù)據(jù)未見明顯變化，判斷該相避雷器存在缺陷應(yīng)盡快停電處理。

昌彩二線C相全電流數(shù)據(jù)在2019年04月15日前應(yīng)縮短檢測周期，并輔以紅外測溫等其他帶電檢測手段加強監(jiān)測，建議在該階段盡快停電處理。

2.1.3綜合分析

該避雷器帶電時間不足7個月，懷疑主要為該臺避雷器出廠就存在密封不良等質(zhì)量缺陷，隨著設(shè)備帶電運行，避雷器閥芯在帶電后加速劣化，

綜上所述，造成該相避雷器擊穿的原因可能主要是設(shè)備出廠本身就存在密封不良等缺陷，加之該站旁邊有大型水庫，空氣濕度較大，設(shè)備帶電運行后閥芯受潮劣化，潮氣侵入避雷器內(nèi)部，致使內(nèi)部電阻片、絕緣桿等受潮，各方面因素疊加最后導(dǎo)致避雷器擊穿。

2.2五家渠750kV變電站避雷器全電流增長

2.2.1 案例經(jīng)過

2019年7月3日，試驗人員在巡視750kV五家渠變避雷器在線監(jiān)測數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)1號主變壓器750kV側(cè)A、B相、3號主變壓器750kV側(cè)C避雷器在線監(jiān)測全電流數(shù)據(jù)超過4.0mA的報警值，分別為：4.005mA（5.07）、4.019mA（4.99）、4.009mA（4.94），（2018年12月投運）均存在不同程度的增加，阻性電流未見明顯增長。

2.2.2設(shè)備基本信息

五家渠變共24只750kV避雷器，其中6只為750kVGIS母線避雷器，其余18只為敞開式布置結(jié)構(gòu)。

6只750kVGIS母線避雷器，設(shè)備廠家：平高東芝（廊坊）避雷器有限公司，型號：Y20WF2-600/1380，2019年3月重新投運。

2.2.3發(fā)現(xiàn)的問題

現(xiàn)有的36只750kV復(fù)合外套金屬氧化物避雷器，其中塔城18只，生產(chǎn)廠家為：平高東芝（廊坊）避雷器有限公司;五家渠18只，生產(chǎn)廠家為：南陽金冠電氣有限公司。

結(jié)合塔城變和五家渠全電流趨勢圖發(fā)現(xiàn)：

（1）避雷器的全電流隨著季節(jié)溫度變化，總體呈現(xiàn)冬季溫度低，避雷器泄漏電流小;夏季溫度高泄漏電流大的趨勢。

（2）對比五家渠和塔城變數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，五家渠變?nèi)娏髡w約為4.3mA～5mA，塔城變數(shù)據(jù)約為1.5mA～1.75mA，2.2.4原因分析

（1）造成避雷器泄漏電流隨季節(jié)變化呈現(xiàn)冬季小、夏季大的趨勢，主要是原因是避雷器的氧化鋅閥片的阻值隨溫度而變化。夏季氧化鋅閥片的電阻值隨溫度的升高電阻減小，泄漏電流增大;冬季溫度降低電阻值增大，泄漏電流減小。

（2）造成五家渠避雷器全電流大于塔城變避雷器全電流的原因除了設(shè)備廠家和型號的不同外，最大的原因是兩個站的避雷器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不同，即常規(guī)單柱式結(jié)構(gòu)避雷器的只有一個閥柱，泄漏電流Ie，并聯(lián)三柱式結(jié)構(gòu)避雷器，泄漏電流應(yīng)為3*Ie，發(fā)現(xiàn)同時期五家渠變避雷器泄漏電流約為塔城變的3倍，符合該結(jié)論。

3 總結(jié)

由此可見，避雷器帶電測試可以不停電測試，通過對數(shù)據(jù)的分析判斷，了解氧化鋅避雷器的運行狀況，是對氧化鋅避雷器有效的一種檢測手段。

參考文獻：

[1]楊培功.ZnO避雷器發(fā)生故障的判斷方法[J].山西電力，2016.

[2]王秉鈞.金屬氧化物避雷器[M].北京：中國電力出版社，2006.

（作者單位：國網(wǎng)新疆檢修公司）