兩起避雷器泄漏電流帶電檢測異常分析及運檢建議

張 宏

（國網(wǎng)冀北電力有限公司秦皇島供電公司，河北 秦皇島 066000）

避雷器是一種用于保護電氣設備免受高瞬時過電壓危害并限制續(xù)流時間和續(xù)流幅值的電器，在變電站穩(wěn)定運行中起著關鍵作用。特別是對于關鍵節(jié)點避雷器運行狀態(tài)監(jiān)測，是變電站運維檢修的重要工作。實際工作中，運檢人員通過每年雷雨季節(jié)前對避雷器進行泄漏電流帶電檢測，分析其運行中持續(xù)電流及各分量并與歷史值進行比對，可比較準確地掌握避雷器運行狀態(tài)。并根據(jù)相關規(guī)程及時檢測評估，更換缺陷避雷器，避免了故障的擴大[1]。

1 情況介紹

1.1 例行帶電檢測發(fā)現(xiàn)C相泄漏電流異常

2018年3月檢測人員在對某220 kV 變電站進行避雷器泄漏電流帶電檢測時發(fā)現(xiàn)110 kV 1 母線間隔避雷器C 相泄漏電流數(shù)據(jù)異常，并與歷史數(shù)據(jù)進行比較，試驗數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 某220 kV變電站110 kV 1母線間隔

該間隔避雷器型號為HY10W7-102/266，出廠日期為2009 年11 月，投運日期為2010 年10 月。分析表1數(shù)據(jù)，C相避雷器泄漏電流明顯大于A相和B相，并且C 相避雷器全電流有效值Ix相比初始值增加87%，阻性電流峰值Irp相比初始值增加252%。根據(jù)《輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》規(guī)定“運行電壓下的全電流、阻性電流或功率損耗測量值與初始值比較，不應有明顯變化，當阻性電流增加50%（與初始值比較）時，應適當縮短監(jiān)測周期，當阻性電流增加100%時，必須停電檢查，進行直流試驗”。由此判斷C相避雷器存在異常缺陷，推測為內(nèi)部閥片老化受潮導致。

1.2 退出運行后進行停電試驗

將該間隔避雷器停電轉(zhuǎn)檢修，進行停電試驗，數(shù)據(jù)如表2 所示。C 相避雷器U1mA電壓比初值減小21.6%，遠超出規(guī)程5%注意值，0.75U1mA電壓下泄漏電流遠超規(guī)程要求“初值差不大于30%或小于50 μA”。初步判斷C相避雷器進水受潮。

表2 異常間隔避雷器停電試驗數(shù)據(jù)

試驗人員對該站110 kV1 母線間隔避雷器分別進行了帶電檢測和停電試驗，各項試驗數(shù)據(jù)均遠超過規(guī)程注意值要求，應立即退出運行并進行更換。

當前，通過帶電檢測避雷器運行狀態(tài)下泄漏電流全電流、阻性電流測量可以有效評估避雷器的運行狀態(tài)，對于長期運行在室外條件下的避雷器可及時地發(fā)現(xiàn)內(nèi)部受潮和內(nèi)部閥片老化缺陷。

2 事故過程

2.1 帶電檢測

2018年11月檢測人員對110 kV某變電站進行避雷器泄漏電流例行帶電檢測，該站110 kV進線、開關和母線均為 GⅠS 設備。在對進線#1 線路GⅠS 用三相共箱避雷器檢測前發(fā)現(xiàn)：A 相泄漏電流監(jiān)測表指針不起且處于“0”位，C相避雷器泄漏電流指針示數(shù)明顯大于B相，現(xiàn)場如圖1所示。

圖1 某110 kV變電站110 kV進線#1線路GIS用避雷器泄漏電流監(jiān)測表異常

該GⅠS 進線間隔避雷器型號為Y10WF4-102/266B，2017 年 2 月出廠，2017 年 9 月投運，從投運到發(fā)現(xiàn)缺陷僅一年多。后對其進線泄漏電流帶電檢測，發(fā)現(xiàn)該間隔避雷器C 相全電流有效值與初值比增加19%，阻性電流峰值與初值比增加39%，本次及歷次測試數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 某110 kV 變電站110 kV 進線#1 線路GIS 用避雷器泄漏電流帶電檢測歷次數(shù)據(jù)

2.2 復測排除測量誤差干擾

由于該避雷器僅運行1 年，且在GⅠS 間隔內(nèi)，近乎為新設備，出現(xiàn)這樣的避雷器泄漏電流異常情況較為少見，為排除泄漏電流監(jiān)測表干擾，檢測人員在廠家現(xiàn)場見證下，拆除A 相監(jiān)測表后，測試A相泄漏電流數(shù)值仍為0，判斷A 相避雷器內(nèi)部存在缺陷。分別用兩種檢測儀器對C相避雷器進行復測，測試結果均與上次試驗值一致，初值差超標。兩種檢測儀器復測情況如表4所示。

表4 排除監(jiān)測表異常及兩種儀器復測數(shù)據(jù)

2.3 異常避雷器間隔返廠檢查及分析

該異常避雷器間隔返廠拆解后發(fā)現(xiàn)：A相避雷器尾部引流線過長，形成弧形打彎后慢慢變形后接觸到了C相避雷器閥片上。由于GⅠS中的避雷器閥片是裸漏在GⅠS艙內(nèi)SF6氣體中，因此A相引流線接觸到C相裸漏避雷器閥片后將A相泄漏電流全部引至C相，造成A 相監(jiān)測表被旁路，泄漏電流檢測表指針處于“0”位，而C相避雷器因為A相避雷器泄漏電流的引入疊加，造成C相泄漏電流增加，監(jiān)測表指針指示異常偏大，并非C相避雷器本體閥片受潮老化。

2.4 GIS用避雷器泄漏電流異常總結

綜上所述，本起避雷器泄漏電流異常不是常見的避雷器本體閥片受潮老化等質(zhì)量問題，而是該GⅠS用避雷器在生產(chǎn)安裝之初，設計和工藝沒有考慮周全，存在制作隱患缺陷，僅一年時間就形成了故障。以往通過避雷器帶電檢測泄漏電流全電流和阻性電流發(fā)現(xiàn)的缺陷多為室外空氣絕緣單支避雷器。本次發(fā)現(xiàn)的泄漏電流異常避雷器為GⅠS 設備用三相共箱氧化鋅避雷器，這表明GⅠS 設備避雷器也不是完美的，也需要加強監(jiān)測。同時，在GⅠS 出廠之前就應加強與廠家的溝通交流，防止再次出現(xiàn)此類問題。

3 避雷器的帶電檢測經(jīng)驗和運檢建議

本文通過查詢文獻并總結，并結合實際工作，提出以下帶電檢測經(jīng)驗和運檢建議：

對于檢查避雷器性能，帶電檢測要比停電試驗更加直接，方便，經(jīng)濟高效。

紅外熱像檢測直觀高效，對避雷器受潮缺陷有很好的效果，尤其是對于不適合近距離檢測的避雷器。而且，電壓等級越高的避雷器，紅外熱像帶電檢周期要求更加頻繁和嚴格。文獻[3]就通過紅外熱像檢測發(fā)現(xiàn)了異常，并通過泄漏電流帶電檢測進行了印證，通過兩種技術手段相互印證，確定了避雷器存在內(nèi)部受潮故障并進行了及時更換。因此，運檢人員要提高紅外熱像檢測專業(yè)化程度，并及時對避雷器紅外熱像檢測圖譜的臺賬進行準確維護，進行歷史縱向比較分析[3]。

現(xiàn)在部分單位紅外熱像由運維人員日常巡視完成，泄漏電流檢測由檢修試驗人員完成。檢修試驗人員需要長途驅(qū)車奔赴所有站進行普測，不僅經(jīng)濟性差，時效性也比較差。特別是當運維巡視發(fā)現(xiàn)有異常時，再需要檢修試驗人員去距離較遠的現(xiàn)場進行泄漏電流檢測驗證。這種情形不利于缺陷的及時確定和排除，應根據(jù)各站地理位置和人員實際情況，將泄漏電流檢測工作移交給運維巡視人員，提高避雷器運行維護的時效性和經(jīng)濟性。

根據(jù)文獻[4]的檢測經(jīng)驗，對于瓷瓶式的避雷器，有條件情況下可以運用超聲探傷技術進行檢測，作為其他避雷器帶電檢測技術的補充。同時，應不斷提高避雷器泄漏電流、紅外熱像、紫外成像等多種帶電檢測技術的綜合運用。

進行避雷器泄漏電流數(shù)值歷史值比對時，應充分考慮溫度因素。文獻[5]給出了避雷器阻性電流與溫度一定關系，當溫度比較相差較大時應進行溫度修正。

做停電直流試驗需要拆除避雷器高壓接頭，應盡可能不拆除避雷器高壓端固定螺栓，防止頻繁拆卸避雷器高壓端導致固定螺栓與密封部分有縫隙進入潮氣，導致內(nèi)部閥片逐步受潮。在對避雷器本體、底座等進行外觀檢查的同時，也要重視對在泄漏電流監(jiān)測表的檢查，并及時進行升級更換。

不能放松對GⅠS用內(nèi)置避雷器的運行情況監(jiān)測，并且應將注意節(jié)點前移，在GⅠS 出廠之前加強與廠家的溝通交流，嚴格執(zhí)行現(xiàn)場見證關鍵環(huán)節(jié)，監(jiān)督制作工藝，防止再次出現(xiàn)此類問題。