氧化鋅避雷器的檢修和常見故障處理

摘要：隨著社會經濟的迅速發展，人們對電力設備的平穩運行有了更高的要求，特別是氧化鋅避雷器。基于此種背景下，必須了解氧化鋅避雷器的常見故障，通過各種試驗明確具體故障部位并進行檢修處理，進而保證電力設備的質量，充分發揮其作用，從而為變電站更好的運行提供有力保障。

關鍵詞：氧化鋅;避雷器;故障;檢修

1氧化鋅避雷器的常見故障分析

氧化鋅避雷器電阻閥片的作用與由電阻、電容共同構成的混聯電路相同。在處于正常運行電壓情況下，氧化鋅避雷器的持續泄漏電流主要由非線性阻性分量與線性容性分量構成，而阻性電流則在總泄漏電流中占據10%-20%的比例，主要有絕緣支撐件泄漏、閥片沿面泄漏與自身非線性電阻分量及瓷套內外表面沿面泄漏等。在長期工頻電壓與天氣變化的作用下，金屬氧化鋅避雷器主要會出現兩種問題，即閥片受潮與老化。例如，在受潮后阻性電流分量會提高閥片的溫度，并產生有功損耗，極易出現避雷器損壞或爆炸等問題，進而出現大面積停電的事故。

1.1氧化鋅避雷器受潮

由于空氣中的水蒸氣導致避雷器受潮引起的損壞屬于最常見的原因，此時會出現兩種現象：電流泄漏量增加和避雷器內部出現微光閃爍。出現以上故障的主要原因可能是：避雷器組裝原因和避雷器密封原因。而最有可能造成這兩個原因的是，由于廠商組裝環境不符合要求或者密封不嚴;避雷器的工作環境：由于避雷器長時間運行或者是電壓過大，導致周邊環境溫度不斷升高，產生水蒸氣并不斷向外擴散，最終引起氧化鋅避雷器內部出現閃爍。此時，由于受潮產生的這種故障會出現以下現象：水蒸氣導致內部出現鐵屑腐蝕、微光閃爍出現放電痕跡、電流監控裝置顯示泄露電流量過大。

1.2閥片老化

在長期的運行過程中，金屬氧化鋅避雷器會持續流過工頻電流，如果部分閥片的均一性較差或者是老化特性不好，那么電位的分布就會不均勻。在一段時間的運行之后，一些閥片會出現老化現象，這樣不但會降低金屬氧化鋅避雷器的參考電壓，增加功率損耗與阻性電流，還會促進惡性循環的形成，并使金屬氧化鋅避雷器整體出現老化現象。在具體的事故中，閥片老化的表現是閥片上存在通流痕跡，并且兩端的噴鋁面上會因大電流通過而出現放電斑痕。針對避雷器閥片老化問題，除了要求廠家改進生產工藝，提高閥片的均一性外，還要在設計選型時選擇具有足夠的額定電壓和持續運行電壓的避雷器。與此同時，在具體巡視過程中，工作人員不但要加大對避雷器的檢查力度，看其是否存在閃絡或破損情況，還應對避雷器泄漏電流實際數值進行抄取，并將這一數據和初始值對比，如果數值較大，則應該及時上報并做好相應處理。

2氧化鋅避雷器故障的分析與檢修

2.1數據分析

2.1.1缺陷概述

以紅外測溫的方式檢測某110kV變電站，發現其408線路的C相避雷器存在溫度異常問題。這一避雷器的型號是YH5WZ—51/134，是由某公司在7月制造，并在同年11月投入運行。

2.1.2紅外測溫分析

通過相關測試，可以得到408線路C相避雷器的精確紅外測溫圖譜，由這一圖譜可知，C相最高溫度是26.2℃，B相最高溫度是25.2℃;同時，C相避雷器上部和底部間也存在溫差，上部最高溫度是25.8℃，下部最高溫度是26.5℃。由此可以判斷該避雷器發熱異常。

2.1.3阻性電流、持續泄漏電流分析

要想對缺陷原因進一步確定，還應該對阻性電流與持續泄漏電流進行測試。測試結果顯示，相較于A相與B相，C相避雷器的阻性電流與持續泄漏電流更大，通過對比2016年6月20日和2016年3月27日阻性電流數據可知，其阻性電流提高了9.13倍。因此可以判定這一氧化鋅避雷器內部的閥片出現了老化或是受潮問題，應及時對其進行更換。測試部分數據如下：2016年3月27日的溫度是15℃，C相阻性電流是0.015，持續泄漏電流是0.179，判斷其合格;A相阻性電流是0.019，持續泄漏電流是0.198，判斷其合格。2016年6月20日的溫度是26℃，B相阻性電流是0.015，持續泄漏電流是0.183，判斷其合格;C相阻性電流是0.137，持續泄漏電流是0.429，判斷其不合格。

2.1.4停電試驗分析

（1）直流漏電與絕緣電阻試驗。在停電條件下測試氧化鋅避雷器的直流泄漏與絕緣電阻，具體數據如下：溫度28℃、濕度61%、直流1mA電壓49.6kV、75%直流1mA電壓的泄漏電流是370.9μA、主絕緣電阻是70MΩ、底座絕緣電阻是430MΩ。而初始數據如下：溫度17℃、濕度70%、直流1mA電壓78.3kV、75%直流1mA電壓的泄漏電流是13μA、主絕緣電阻是100000MΩ、底座絕緣電阻是8000MΩ。將這一測試數據和初始數據進行對比發現，直流泄漏在直流1mA電壓條件下的數值相差了-36.7%，75%直流1mA電壓的泄漏電流則是其初始值的28.53倍，而絕緣電阻下降。因此，可以判定氧化鋅避雷器的絕緣已經損壞，內部的閥片出現老化或受潮問題。

（2）紅外診斷分析。要想對氧化鋅避雷器的缺陷位置進行明確，還應展開紅外測溫試驗。試驗結果如下：氧化鋅避雷器整體溫度分布并不均勻，底部與中間部分發熱現象嚴重，通過分析認為，發熱部分閥片應該完好，而溫度比較低部位閥片則可能已經損壞了。得出這一結論的原因是在運行電壓作用下，如果內部閥片損毀，那么閥片處已經導通，無法達到分壓目的;而正常閥片則需要對整個工作電壓進行承擔，在運行電壓作用下，發熱是其主要表現。

（3）伏安特性試驗。在詳細分析試驗數據的基礎上得出如下結論：在電壓高于20kV時，408線路的C相避雷針電流會大幅度增加，伏安特性呈線性特點;A相避雷器則呈現出非線性特點，并且在電壓達到70kV才出現拐點。該試驗表明，在過電壓沖擊下，408線路的C相避雷器已經被擊穿并出現了接地故障，應該及時處理。

2.2解體情況分析

以解體的方式檢查氧化鋅避雷器，并從上到下對其閥片進行編號，發現該閥片存在開裂與受潮缺陷。通過測量每一個閥片絕緣電阻值并對比可知，低絕緣電阻的閥片不存在發熱現象，而較高絕緣電阻的閥片則發熱現象嚴重。測試具體數值如下：編號1閥片絕緣電阻值是303MΩ、編號2閥片絕緣電阻值是85MΩ、編號三閥片絕緣電阻值是709MΩ……編號15閥片絕緣電阻值是1200MΩ。同時，對避雷器的底座進行解體后發現，其金屬部件存在嚴重銹蝕問題。

3結語

綜上，分析氧化鋅避雷器的故障具有重要意義。因此必須了解避雷器故障類型，通過紅外測溫及停電試驗等方式，明確具體故障部位，并通過更換等方式進行檢修處理，及時排除安全隱患，從而促進變電站安全、穩定運行。

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作者簡介：馬慧斌（1980.2），男，寧夏固原人，寧夏大學電氣工程自動化本科，研究方向：電氣工程自動化。