某220kV變電站110kV 5M電壓互感器15PT避雷器緊急缺陷分析

孔惠文

摘要：氧化鋅避雷器是具有良好保護性能的避雷器。利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在正常工作電壓時流過避雷器的電流極小（微安或毫安級）;當過電壓作用時，電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，達到保護的效果。這種避雷器和傳統的避雷器的差異是它沒有放電間隙，利用氧化鋅的非線性特性起到泄流和開斷的作用。但在變電站使用過程中，存在一些典型的避雷器故障情況，現將發現存在的問題，并提出相應的改進措施。

ABSTRACT： Zinc Oxide arrester is an arrester with good protection performance. Using the Good non-linear volt-ampere characteristic of zinc oxide， the current flowing through the arrester is very small （ampere or milliampere level） when the normal working voltage is applied， the resistance drops sharply when the over-voltage is applied， and the energy of the over-voltage is released to achieve the protection effect. The difference between this arrester and the traditional arrester is that it has no discharge gap， and uses the non-linear characteristic of zinc oxide to discharge and break. However， there are some typical faults of Arrester in the substation. The existing problems will be found and the corresponding improvement measures will be put forward.

關鍵詞：變電站、避雷器、缺陷、分析

Key words： substation， lightning Arrester， defect， analysis

事故現象：運行人員在進行某變電站站避雷器動作次數及泄露電流檢查記錄維護時，發現15PT避雷器泄露電流C相電流值異常，達到1.1A。正常的額定工頻電壓下，避雷器可看成是一個絕緣體，因此考慮到電壓波動范圍，原則上越小越好。試驗所對 110kV 5M母線15PT避雷器進行帶電測試，測試發現110kV 15PT 避雷器 A、C 相泄漏電流與阻性電流均存在異常增長。運行人員再對110kV 5M電壓互感器15PT避雷器進行專項測溫，發現110kV 5M電壓互感器15PT避雷器C相發熱，與B相溫差達到3.4K，符合變電一次設備紅外測溫缺陷診斷判據里電壓互感器異常熱像特征，結合帶電測試結果判斷，避雷器存在缺陷，于是申請停電復測工作，項目包括計數器動作、直流泄漏、本體及底座絕緣電阻。試驗發現：（1） A、 B、 C三相避雷器直流 1mA 參考電壓不合格;（2）C相避雷器0.75倍 1mA 參考電壓下泄漏電流超標，需更換處理。

事故分析：運行人員將相關情況上報相關專業班組，試驗研究所對 110kV 5M母線15PT避雷器進行帶電測試，測試發現 110kV 15PT 避雷器 A、 C 相 泄漏電流與阻性電流均存在異常增長（圖1）。運行人員再對110kV 5M電壓互感器15PT避雷器進行專項測溫，發現110kV 5M電壓互感器15PT避雷器C相發熱，與B相溫差達到3.4K（圖2），符合《變電一次設備紅外測溫缺陷診斷判據》（圖5）里電壓互感器異常熱像特征，結合帶電測試結果判斷，避雷器存在缺陷。當值班長立刻上報緊急缺陷，向調度申請將110kV 15PT轉檢修，進行復測工作。調度下令將110kV 5M電壓互感器15PT由運行轉檢修，運行人員將110kV 5M電壓互感器15PT轉檢修后，試驗所對15PT進行試驗，項目包括計數器動作、直流泄漏、本體及底座絕緣電阻。試驗發現：（1）A、 B、 C 三相避雷器直流 1mA 參考電壓不合格;（2）C 相避雷器 0.75 倍 1mA 參考電壓下泄漏電流超標。試驗人員根據：南網《電力設備預防性試驗規程》Q/CSG114002-2011和試驗結果判斷：該站110kV 15PT避雷器A、B、C相絕緣電阻雖然合格，但直流1mA電壓參考電壓不合格，不滿足制造廠規定;同時，C相避雷器0.75U1mA下泄漏電流I0.75U1mA 已經嚴重超標，A相避雷器I0.75U1mA已接近臨界超標值，建議退出運行。

事故處理：根據試驗所試驗結果和報告，檢修班組辦理更換避雷器的工作票，聯合廠家對15PT避雷器三相都進行了更換。更換后，經試驗，結果正常，可以投入運行。運行人員將110kV 5M電壓互感器15PT由檢修轉運行，在15PT正常運行一段時間后，對15PT避雷器進行了特巡、測溫，運行正常（圖3）。

事故總結：在日常工作中，紅外測溫是我們發現和判斷設備運行工況的一個重要手段。在我們日常工作中經常需要對設備紅外測溫，日常巡視測溫、夜巡測溫、設備運行方式變化前后測溫、跳閘事件發生后流過短路電流運行設備測溫、保供電特巡測溫、重載設備測溫、每年夏天的迎峰度夏前期測溫和因缺陷而進行的專項測溫，通過這些測溫工作我們能盡早發現缺陷，跟蹤缺陷設備，掌握缺陷發展情況。

紅外測溫分一般檢測和準確檢測。一般檢測： 對檢測的環境和儀器要求較低，適宜對被檢測設備進行大面積快速掃描，主要檢測電流致熱引起的發熱，用于監測設備的整體發熱狀況。電流致熱設備：電流作用引起的設備的發熱，例：電氣設備與金屬部件的連接、金屬部件與金屬部件的連接的接頭和線夾、輸電導線的連接器、刀閘、斷路器等。準確檢測：對檢測的環境和儀器要求較高，特別要消除其它熱輻射和環境因素的影響，主要檢測電壓致熱引起的內部缺陷，用于對設備的故障的準確判斷.對檢測的環境和儀器要求較低，適宜對被檢測設備進行大面積快速掃描，主要檢測電流致熱引起的發熱，用于監測設備的整體發熱狀況。電壓致熱設備：電壓作用引起的設備的發熱，例：電流互感器、電壓互感器、耦合電容器、移相電容器、高壓套管、充油套管、氧化鋅避雷器、絕緣子、電纜頭等。

對于電流致熱型的設備測溫，比較好判斷，相對溫差大，比較容易發現。但有些設備測溫結果與其他正常設備測溫結果只有很細微的區別（例如：電壓致熱型設備），這些設備和電流致熱型設備不一樣，異常熱像特征不明顯，還有些雖然不是電壓致熱型設備，但溫差也很小，例如：儲油柜、主變套管表面肉眼比較難判斷，這時就需要使用專門的分析軟件進行分析，根據《變電一次設備紅外測溫缺陷診斷判據》判斷，有些設備判斷不了缺陷屬性的時候，還要進一步利用其它試驗手段確認。

結語：氧化鋅避雷器均裝設了在線泄漏電流表，以此來監視避雷器的運行狀況。在線泄漏電流表反映的是通過瓷套外絕緣和避雷器閥片的電流。

避雷器的在線泄漏電流表讀數異常增大。避雷器內部受潮主要是密封不良引起的。潮氣的來源有：在避雷器生產過程中，安裝環境濕度超標;閥片及內部零部件烘干不徹底，有部分潮氣滯留;裝配時將密封圈漏放、放偏;或在密封圈與瓷套密封封面之間夾有雜物;運行一段時期后密封部件損壞造成進潮。避雷器的在線泄漏電流表讀數降低甚至為零。

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