無間隙金屬氧化物避雷器的異常診斷
2022-07-19 06:15:36劉俊杰
農村電氣化 2022年7期
劉俊杰
（國網北京市電力公司檢修分公司，北京 豐臺 100068）
避雷器是釋放雷電或兼能釋放電力系統操作過電壓能量，保護電工設備免受瞬時過電壓危害，又能截斷續流，不至引起系統接地短路的電器裝置。在各種結構類型的避雷器中，無間隙金屬氧化物避雷器因具有動作迅速、通流容量大、殘壓低、無續流等有點，而被廣泛使用。因此，對無間隙金屬氧化物避雷器的了解和研究應得到充分重視。
1 結構和特點
金屬氧化物避雷器的基本結構是閥片，閥片用氧化鋅（ZnO）為主要材料，摻以少量其他金屬氧化物添加劑經高溫焙燒而成，具有良好的非線性壓敏電阻特性，因此又叫壓敏避雷器。
金屬氧化物閥片具有極為優越的非線性特性。正常工作電壓下金屬氧化物避雷器的電阻值很高呈絕緣狀態僅有0.2 mA左右的電流通過；當過電壓侵入時，其阻值急劇降低漏放過電流，使與避雷器并聯的電器設備的殘壓被抑制在安全值以下。當有害過電壓消失后，迅速恢復高電阻而呈絕緣狀態。
2 異?，F象及原因
金屬氧化物避雷器的異?，F象主要表現為避雷器發熱和泄露電流異常。造成異常現象的原因主要是密封不良和閥片老化。
密封不良是因為生產廠家的生產工藝不佳造成金屬氧化物避雷器密封破損，或采用的密封材料抗老化性能不穩定，在溫差變化較大時或運行時間接近產品壽命后期，造成其密封不良后使潮氣浸入，導致內部絕緣水平下降。
閥片老化是由于閥片長期承受工頻電壓作用而產生劣化，引起電阻特性的變化，導致流過閥片的泄漏電流增加，電流中的阻性分量急劇增加，使閥片溫度上升而發生熱崩潰，甚至造成與瓷套內部放電，可引起系統單相接地，放電嚴重時避雷器內部氣體壓力和溫度急劇增高，而引起金屬氧化物避雷器本體爆炸。
3 異常判斷標準
GB 11032—2010《交流無間隙金屬氧化物避雷器》第6.19條規定：0.75倍直流參考電壓下泄漏電流一般不超過50μA。
DL/T 664—2008《帶電設備紅外診斷應用規范》附錄B規定：電壓致熱型設備避雷器溫差大于0.5～1℃，缺陷性質定性為危急缺陷。
Q/GDW 1168—2013《輸變電設備狀態檢修試驗規程》第5.16.1.1條規定：阻性電流初值差≤50%，且占全電流比值≤20%；U1m電壓初值差不超過±5%且不低于GB 11032—2010《交流無間隙金屬氧化物避雷器》規定值（注意值），0.75U1m泄露電流初值差≤30%或≤50μA；第5.16.1.4中規定：通過與歷史數據及同組間其他金屬氧化物避雷器的測量結果相比做出判斷，彼此應無顯著差異，當阻性電流增加0.5倍時應縮短試驗周期并加強監測，增加1倍時應停電檢查。
4 某變電站避雷器異常情況簡析
2020年，某變電站避雷器C相帶電測試，全電流及阻性電流試驗數據異常。紅外測溫C相避雷器相比A、B相相差10℃，屬于危急缺陷。立即停電后，C相絕緣電阻試驗結果明顯降低。對C相避雷器進行解體檢查，發現避雷器頂部處存在漏水沙眼且內部閥片受潮嚴重。
4.1 帶電檢測
某變電站避雷器C相帶電測試結果相比A、B相明顯偏大，如表1所示。
表1 避雷器帶電測試結果
現場檢查C相避雷器泄漏電流表讀數偏大。
2019年，對該變電站避雷器帶電測試，三相均合格，如表2所示。
表2 避雷器帶電測試結果
C相避雷器本次阻性電流分量相比上次測試結果約為5.38倍，不符合Q/GDW 1168—2013《輸變電設備狀態檢修試驗規程》要求。
4.2 紅外測溫
避雷器C相下截測溫結果偏高，且與A相溫差10℃，不符合DL/T 664—2008《帶電設備紅外診斷應用規范》標準。
4.3 狀態監測
狀態監測人員現場進行高頻測試，發現C相有輕微局放。
4.4 診斷性試驗
停電后，對三相避雷器進行診斷性試驗，發現C相絕緣電阻明顯降低，耐壓試驗電壓無法升高，如表3所示。
表3 避雷器診斷試驗結果
2020年，該變電站避雷器停電試驗三相均合格，如表4所示。
表4 避雷器2020年停電試驗結果
4.5 解體分析
解體過程中發現C相避雷器最下端墊塊存在水漬，且在避雷器內腔中有水流出，如圖1所示。
圖1 避雷器解體照片
頂部及底部墊塊、閥片均有不同程度的受潮、氧化現象。
拆除避雷器內部閥片后，將避雷器倒置注水，進行外殼密封性檢查，發現在避雷器頂部處存在漏水沙眼，如圖2所示。
圖2 避雷器外觀檢查照片
解體檢查結果驗證了各類監測結果及診斷性試驗結論的正確性。
5 運維檢修策略
關于無間隙金屬氧化物避雷器，應加強對紅外測溫、帶電檢測試驗及狀態監測結果的分析，巡視期間注意對避雷器泄漏電流表進行檢查。對不同相間或節間超出1℃溫差的避雷器應列危急缺陷。對狀態監測結果異?；蛐孤╇娏鞅懋惓５慕饘傺趸锉芾灼?，按照缺陷定性關注相關異常情況并及時上報。
在雨季期間，應格外加強對無間隙金屬氧化物避雷器開展相關巡視及檢測工作。
