張卓敏 黃文達(dá)

（國網(wǎng)湖南省電力公司常德供電分公司 湖南常德 415000）

金屬氧化物避雷器帶電檢測綜合判斷方法的應(yīng)用

張卓敏 黃文達(dá)

（國網(wǎng)湖南省電力公司常德供電分公司 湖南常德 415000）

介紹了在變電設(shè)備帶電檢測工作中，針對金屬氧化物避雷器，利用紅外測溫和避雷器運(yùn)行中持續(xù)電流的測試，綜合判斷避雷器運(yùn)行狀況，及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部缺陷。

帶電檢測；金屬氧化物避雷器；紅外測溫；持續(xù)電流

引言

金屬氧化物避雷器（以下簡稱MOA）在我國電力系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，近年來，發(fā)生過不少避雷器引起的電網(wǎng)事故，有些嚴(yán)重事故甚至引起大范圍停電和電力設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。為了減少M(fèi)OA的事故率，及時(shí)準(zhǔn)確地獲取避雷器運(yùn)行狀況是十分必要的工作。我們主要的檢測手段包括定期停電檢測和帶電檢測。停電檢測主要是測量避雷器的絕緣電阻以及直流1mA參考電壓及0.75Uima下泄露電流的測試。帶電檢測主要是測量避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓下的阻性電流分量以及紅外測溫。然而停電檢測試驗(yàn)周期長，且變電設(shè)備的停電流程較繁瑣，對于避雷器的運(yùn)行狀態(tài)不能及時(shí)掌握，而避雷器的帶電檢測技術(shù)日趨成熟，通過綜合各種檢測手段，可以有效地發(fā)現(xiàn)避雷器故障，同時(shí)又避免了停電檢測的局限性。如今，在電力系統(tǒng)中，甚至有以帶代停的呼聲出現(xiàn)。

1 避雷器帶電檢測方法

1.1 運(yùn)行中持續(xù)電流測試

運(yùn)行中持續(xù)電流是指避雷器在運(yùn)行狀態(tài)下的全電流、阻性電流。

全電流由容性和阻性電流組成，MOA無故障時(shí)其值僅為0.2～2mA。正常情況下流過MOA閥片的主要是容性電流，阻性電流相對較小，占全電流約1O%左右。測量全電流能夠發(fā)現(xiàn)已發(fā)生顯著劣化的MOA，但對其早期的老化或受潮反應(yīng)不靈敏，其價(jià)值主要體現(xiàn)在MOA有較大故障或老化較嚴(yán)重時(shí)。阻性電流為非正弦波，一般認(rèn)為阻性電流由基波和3次諧波電流組成，它能綜合反映MOA的受潮、元件損壞、表面污穢和閥片老化。其中基波是個(gè)正弦分量，主要反映MOA有功分量的變化，能反映M0A的受潮、元件損壞、表面污穢和閥片老化情況；3次諧波分量也是個(gè)正弦分量，它和其它奇次諧波電流是由MOA閥片的非線性特性而產(chǎn)生的，3次諧波分量與阻性電流基波之間存在一定函數(shù)關(guān)系，3次諧波電流分量的大小可間接反映MOA有功損耗的變化和閥片的老化情況[1]。

根據(jù)國家電網(wǎng)《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》（Q/GDW1168-2013）規(guī)定：①測量運(yùn)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(yīng)有明顯變化，當(dāng)全電流初值差超過20%或者阻性電流初值差超過50%時(shí)，適當(dāng)縮短檢修周期。②當(dāng)阻性電流增加一倍時(shí)，需停電檢查[2]。

1.2 紅外測溫

紅外線輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射，自然界任何溫度高于絕對零度（-273.16℃）的物體都會發(fā)出紅外線，輻射出的紅外線帶有物體的溫度特征信息。變電設(shè)備紅外測溫是指：使用紅外測溫儀，將被測物體的紅外輻射能量能轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過處理，最后顯示出溫度值。因工藝和質(zhì)量控制原因，避雷器在運(yùn)行中出現(xiàn)較多因內(nèi)部受潮而導(dǎo)致的設(shè)備故障。避雷器在正常情況下運(yùn)行時(shí)發(fā)熱量小，熱場分布均勻，差盡在1K范圍內(nèi)。當(dāng)避雷器內(nèi)部有缺陷時(shí)，其整體的熱像會出現(xiàn)變異，熱場溫度出現(xiàn)不均勻，故障相的避雷器溫差增大，局部溫升顯著升高，據(jù)此可以判斷設(shè)備存在缺陷[3]。

2 避雷器帶電檢測實(shí)際應(yīng)用

2.1 帶電檢測

2016年3月24日，對110kV某變電站開展避雷器帶電測試工作時(shí)，發(fā)現(xiàn)某35kV避雷器B相阻性電流增大，且伴有避雷器本體發(fā)熱情況發(fā)生。

2.1.1 運(yùn)行中持續(xù)電流測試及歷史數(shù)據(jù)（如表1）

分析1：縱向比較，B相避雷器全電流初值差超過20%，阻性電流增加已超過1倍，懷疑為避雷器內(nèi)部受潮或閥片老化。

表1

2.1.2 紅外精確測溫（如圖1）

圖1

分析2：B相避雷器，最高溫度為36.7℃，與A相最高溫度15.9℃比較，溫差遠(yuǎn)超過1K，依據(jù)《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》（DL/T664-2008），診斷B相避雷器存在嚴(yán)重發(fā)熱，懷疑為內(nèi)部受潮或閥片老化引起介質(zhì)損耗增大，在電壓的作用下發(fā)熱[4]。

結(jié)論：綜上分析，避雷器帶電檢測結(jié)果不合格，要求停電進(jìn)行直流試驗(yàn)。

2.2 停電檢查

4月1 日，檢修人員赴現(xiàn)場進(jìn)行停電檢查，直流泄漏電流試驗(yàn)結(jié)果及歷史數(shù)據(jù)如表2所示。

表2

分析：依據(jù)《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》（Q/GDW1168-2013），此避雷器U1mA與2013年測試比較初值差為-27.6%；泄漏電流初值差遠(yuǎn)超30%，且大于50μA。該避雷器判斷為不合格，不能投運(yùn)。

2.3 解體檢查

對該避雷器進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)該避雷器多塊氧化鋅閥片有受潮、過熱痕跡，甚至已經(jīng)出現(xiàn)損壞，如圖2～3所示。

圖2 多處氧化鋅閥片受潮

圖3 閥片過熱劣化

2.4 缺陷原因分析

避雷器解體檢查結(jié)論：避雷器閥片過熱劣化。閥片上銹蝕痕跡分析，造成避雷器閥片過熱劣化的原因?yàn)楸芾灼髟诮M裝時(shí)干燥工藝質(zhì)量失控。

干燥工藝質(zhì)量失控產(chǎn)生的原因有：閥片或環(huán)氧筒內(nèi)干燥不徹底，干燥后封裝前空氣中暴露時(shí)間過長；閥片燒結(jié)質(zhì)量不良，自然老化。

3 總結(jié)

金屬氧化物避雷器在運(yùn)行中出現(xiàn)的受潮、閥片劣化等故障，會以電流、溫度等不同形式的變化體現(xiàn)出來。這樣，我們就可以在運(yùn)行條件下，針對不同的信號采取對應(yīng)的帶電檢測技術(shù)進(jìn)行檢測，通過對電流、溫度等參數(shù)的變化綜合分析，確實(shí)能準(zhǔn)確、有效地發(fā)現(xiàn)金屬氧化物避雷器缺陷。

[1]國家電網(wǎng)公司運(yùn)維檢修部.電網(wǎng)設(shè)備帶電檢測技術(shù).北京：中國電力出版社，2014，12.

[2]國家電網(wǎng)公司.《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)》（Q/GDW1168-2013）.北京：中國電力出版社，2014，10.

[3]胡紅光.電力紅外診斷技術(shù)作業(yè)與管理.北京：中國電力出版社，2006，04.

[4]國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院.電力設(shè)備紅外診斷典型圖譜及案例分析.北京：中國電力出版社，2013，12.

黃文達(dá)（1987-），助理工程師，本科，主要從事電氣試驗(yàn)等工作。

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1004-7344（2016）24-0101-02

2016-8-10

張卓敏（1989-），助理工程師，本科，主要從事電氣試驗(yàn)等工作。