曹小龍，吳棟梁，雷乘龍，周琬鈞

(國網(wǎng)甘肅省電力公司天水供電公司，甘肅 天水 741020)

金屬氧化物避雷器狀態(tài)量異常的分析處理

曹小龍，吳棟梁，雷乘龍，周琬鈞

(國網(wǎng)甘肅省電力公司天水供電公司，甘肅 天水 741020)

針對一起金屬氧化物避雷器狀態(tài)量異常的事件，通過紅外測溫、在線監(jiān)測、運(yùn)行中持續(xù)電流及停電試驗(yàn)等狀態(tài)檢測方法，判別、分析出避雷器狀態(tài)量異常缺陷的發(fā)生部位。根據(jù)狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)作出異常避雷器內(nèi)部嚴(yán)重受潮的結(jié)論。解體結(jié)果驗(yàn)證了分析結(jié)論，證明了狀態(tài)量檢測對及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)金屬氧化物避雷器缺陷的重要性。

避雷器；紅外測溫；狀態(tài)量；在線監(jiān)測裝置；故障診斷

0 引言

MOA(Aetal Oxide Arrester，金屬氧化物避雷器)作為電網(wǎng)主要的過電壓保護(hù)設(shè)備，其重要性不言而喻，對運(yùn)行中MOA狀態(tài)的檢測也顯得尤為重要。

目前，MOA狀態(tài)檢測方法主要包括紅外測溫、在線監(jiān)測、運(yùn)行中持續(xù)電流及停電試驗(yàn)等方法。用這些方法檢測得到的運(yùn)行信息，是構(gòu)成MOA狀態(tài)量的重要組成部分。正確分析、評價(jià)MOA狀態(tài)量，對及時(shí)發(fā)現(xiàn)其缺陷有著十分重要的作用。

1 MOA狀態(tài)量異常事件

1.1 紅外測溫狀態(tài)量

2015-03-24，運(yùn)行人員在某變電站進(jìn)行設(shè)備紅外測溫過程中，發(fā)現(xiàn)該站MOA溫度異常，測溫結(jié)果如表1所示。

表1 MOA紅外測溫?cái)?shù)據(jù)

1.1.1 MOA溫升數(shù)據(jù)

從表1數(shù)據(jù)可知，C相MOA測溫?cái)?shù)據(jù)不符合正常MOA溫升規(guī)律，而同組的A，B相MOA溫度正常。MOA溫升參考值如表2所示。

表2 MOA允許的相間溫差及最大工作溫升參考值

紅外熱像圖顯示：A，B相為整體輕微發(fā)熱，熱點(diǎn)靠近上部且不均勻，從上到下溫度逐漸降低，溫差不超過0.5 ℃，屬于正常狀態(tài)；C相端部明顯發(fā)熱，自身溫差為2.7 ℃，發(fā)熱點(diǎn)局部溫度比A，B相相應(yīng)位置分別高2.3，2.5 ℃。MOA正常熱像特征是整體有輕微發(fā)熱，熱場分布基本均勻；異常熱像特征是整體或局部有明顯發(fā)熱，溫差達(dá)到表2判定缺陷的溫差等級。

1.1.2 初步處理意見

運(yùn)行人員立即將測溫異常情況上報(bào)設(shè)備運(yùn)行管理部門，給出以下幾點(diǎn)處理意見：

(1) 立即對該組MOA運(yùn)行中持續(xù)電流進(jìn)行檢測，進(jìn)一步分析判斷；

(2) 因出線所帶負(fù)荷較重，近期內(nèi)不能對MOA停運(yùn)檢查，運(yùn)維人員應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視，增加對在線監(jiān)測裝置的巡檢次數(shù)，分析裝置顯示值變化趨勢，尤其是C相；

(3) 縮短紅外檢測周期，重點(diǎn)關(guān)注C相MOA發(fā)熱點(diǎn)溫度及3相間溫差狀況；

(4) 根據(jù)以上狀態(tài)量檢測結(jié)果，密切注視異常相MOA的發(fā)展趨勢，擇機(jī)停運(yùn)檢查。

1.2 MOA銘牌參數(shù)

該MOA為單節(jié)避雷器，其參數(shù)如表3所示。該組MOA投入運(yùn)行后至異常事件發(fā)生前一直正常，各項(xiàng)狀態(tài)量均在規(guī)程的允許范圍內(nèi)。

表3 MOA銘牌參數(shù)

1.3 在線監(jiān)測裝置指示值

異常事件發(fā)生前，MOA在線監(jiān)測裝置歷次檢測指示值如表4所示。可以看出，在該時(shí)段全電流數(shù)據(jù)穩(wěn)定，且在要求范圍之內(nèi)。

表4 MOA在線監(jiān)測儀歷次檢測指示值

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在MOA有缺陷時(shí)，阻性電流會出現(xiàn)大幅變化；但由于阻性電流占全電流比重較小，所以全電流的變化量并不明顯。在實(shí)際工作中，全電流在線監(jiān)測裝置指示值即使有輕微變化，也需要引起高度重視。

2015-03-24，運(yùn)行人員開始對在線監(jiān)測裝置指示值進(jìn)行每天2次的特巡，指示值如表5所示。C相MOA的全電流有微量增長趨勢，截至4月2日，已達(dá)同組MOA的1.58倍。

1.4 紅外測溫狀態(tài)量跟蹤檢測

對MOA紅外測溫跟蹤檢測，測溫?cái)?shù)據(jù)如表6所示。從表6中可知，C相發(fā)熱點(diǎn)溫度有上升趨勢。

表5 發(fā)生異常后MOA在線監(jiān)測儀指示值

表6 發(fā)生異常后MOA紅外測溫?cái)?shù)據(jù)

2 運(yùn)行中持續(xù)電流檢測

2.1 帶電測試數(shù)據(jù)

MOA在運(yùn)行中的劣化主要是指電氣特性和物理狀態(tài)發(fā)生變化，這些變化使其伏安特性漂移、熱穩(wěn)定性破壞、非線性系數(shù)改變、電阻局部劣化等。一般情況下這些變化都可以從運(yùn)行中持續(xù)電流(全電流、阻性電流)、功率損耗、電流電壓相角等電氣指標(biāo)的變化上反映出來，因此可依據(jù)以上指標(biāo)判斷MOA狀態(tài)。

MOA發(fā)生異常前、后持續(xù)電流檢測結(jié)果如表7所示。從表7中可以看出，C相阻性電流自2015-03-25開始呈增大趨勢。因歷次測試時(shí)未考慮相間干擾，阻性電流表現(xiàn)為A相測試結(jié)果偏大，C相測試結(jié)果偏小，B相測試結(jié)果居中的規(guī)律。表7中顯示，在發(fā)生異常后C相阻性電流比同組A，B相避雷器的測試值大40 %左右。采用同型儀器重復(fù)檢測后結(jié)果相同。

表7 MOA帶電測試結(jié)果

2.2 測試數(shù)據(jù)分析

2.2.1 運(yùn)行中持續(xù)電流縱向分析

由表7可知，在2015-03-25前，A，B相全電流IX、阻性電流IR、功率損耗P1之前的測試數(shù)據(jù)沒有明顯變化。2015-03-25，C相檢測數(shù)據(jù)與之前的測試數(shù)據(jù)相比有較大變化，具體變化有以下幾點(diǎn)：

(1) 阻性電流初值差高達(dá)326.6 %，并且數(shù)據(jù)變化趨勢很明顯；

(2) 全電流初值差2.81 %，有微量增加的趨勢；

(3) 功率損耗Pl增長也很明顯，初值差達(dá)277.39 %。

檢測數(shù)據(jù)不符合Q/GDW 168—2013輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程中“阻性電流初值差不大于50 %”的要求。

2.2.2 運(yùn)行中持續(xù)電流橫向分析

為分析方便，不考慮相間干擾，橫向比較表7中數(shù)據(jù)可看出。A，B 2相與C相比較，全電流相差不大；而阻性電流分別增加2.7倍、3.8倍，增幅較大。

2.2.3 阻性電流和全電流的比例關(guān)系

測量經(jīng)驗(yàn)表明，阻性電流不能超過全電流的20 %(即IR/Ix≤20 %)。由表7可知阻性電流IR在交流泄漏全電流中占有的比例呈增大趨勢，最高達(dá)到29.72 %。

2.2.4 電壓、電流相角差“Φu-IX”變化

用MOA的泄漏全電流(IX)和運(yùn)行相電壓U之間的夾角“Φu-IX”角來評價(jià)MOA性能。在MOA劣化時(shí)，阻性電流明顯增大而容性電流變化很小，所以電流電壓相角“Φu-IX”會降到80°以下。MOA性能的經(jīng)驗(yàn)判據(jù)如表8所示。

表8 用“Φu-IX”角評價(jià)MOA性能的經(jīng)驗(yàn)判據(jù)

由表7可知，A，B 2相電壓、電流相角差“Φu-Ix”較穩(wěn)定且處于表8所示的正常范圍內(nèi)。C相MOA的“Φu-Ix”角度呈減少趨勢，最近1次比上次正常值減少了14.6°。

2.2.5 結(jié)論

各項(xiàng)帶電檢測狀態(tài)量指標(biāo)數(shù)據(jù)變化均較大，進(jìn)一步說明異常相MOA已存在缺陷而且缺陷發(fā)展較快，避雷器必須停電進(jìn)行檢查處理。

3 停電試驗(yàn)狀態(tài)量

3.1 停電試驗(yàn)結(jié)果

2015-04-02，該組避雷器停運(yùn)。按規(guī)程要求分別進(jìn)行了直流1 mA、電壓U1mA及0.75 U1mA下的泄漏電流、本體絕緣電阻、底座絕緣電阻、放電計(jì)數(shù)器功能等停電狀態(tài)檢測項(xiàng)目。檢測數(shù)據(jù)如表9所示。

表9 MOA停電檢測結(jié)果

3.2 停電檢測數(shù)據(jù)分析

從表9數(shù)據(jù)可知，停電后測量MOA各相本體絕緣電阻、底座絕緣電阻符合要求。

A，B相U1mA大小基本一致，歷次數(shù)據(jù)與制造廠規(guī)定值(U1mA實(shí)測值與初始值或制造廠規(guī)定值比較，變化不應(yīng)大于±5 %)相比，變化率均在合格范圍之內(nèi)；C相U1mA下降較為明顯，與交接值、上次值、規(guī)定值(U1mA≥145 kV)相比，變化率分別為-14.19 %，-14.76 %，-12.41 %，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)定值；A，B相歷次0.75 U1mA下的泄漏電流都小于規(guī)程要求值(不大于50 μA)，C相0.75 U1mA下的泄漏電流達(dá)92 μA，是交接值的10.2倍，嚴(yán)重超標(biāo)，C相的試驗(yàn)數(shù)據(jù)不合格。

停電試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了紅外測溫、運(yùn)行中持續(xù)電流檢測、在線監(jiān)測等狀態(tài)量檢測結(jié)果的正確性?？蓴喽ū芾灼鰿相內(nèi)部已存在嚴(yán)重的絕緣缺陷。因此，該相避雷器，應(yīng)予以更換。

4 解體檢查分析

為進(jìn)一步查明狀態(tài)量異常相避雷器缺陷的原因和部位，對更換下來的MOA進(jìn)行解體檢查。

(1) 打開MOA上法蘭的金屬頂蓋，發(fā)現(xiàn)密封蓋內(nèi)有明顯水珠，兩端蓋板銹蝕嚴(yán)重，防爆板表面已全部呈現(xiàn)綠色金屬銹。

(2) 密封螺絲銹蝕嚴(yán)重，閥片外環(huán)氧筒外壁有水銹痕跡。

(3) MOA上端密封圈存在壓偏和老化現(xiàn)象，使密封性能遭到破壞，潮氣或水分侵入避雷器，導(dǎo)致避雷器嚴(yán)重受潮，MOA溫度、在線監(jiān)測裝置指示值、持續(xù)運(yùn)行電流等狀態(tài)量發(fā)生異常。

5 結(jié)束語

MOA是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的重要設(shè)備，對保護(hù)電氣設(shè)備安全有著極其重要的作用。MOA作為保護(hù)設(shè)備，若存在故障或缺陷，不僅起不到保護(hù)作用，嚴(yán)重時(shí)還會影響其他設(shè)備的運(yùn)行，甚至釀成事故。因此，檢測MOA的狀態(tài)量并科學(xué)分析檢測數(shù)據(jù)，得出正確診斷結(jié)論，實(shí)時(shí)掌握MOA運(yùn)行狀況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障先兆，為MOA運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)提供有力、可靠的依據(jù)，這對提高M(jìn)OA的運(yùn)行維護(hù)水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患，減少停電事故有著積極的意義。

1 全國高壓試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化分技術(shù)委員會．DL/T 664—2008帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范[S]．北京：中國電力出版社，2008.

2 國家電網(wǎng)公司．Q/GDW 168—2013輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程[S]．北京：中國電力出版社，2013.

3 顏 文．MOA-RCD-4型阻性電流測試儀[R]．長春：東北電力試驗(yàn)研究所，1994．

4 全國避雷器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會．GB 11032—2000交流無間隙金屬氧化物避雷器[S]．北京：中國電力出版社，2008.

5 陳化剛．電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法及診斷技術(shù)[M]．北京：中國水利水電出版社，2009．

6 嚴(yán) 璋．電氣絕緣在線檢測技術(shù)[M]．北京：中國電力出版社，1995.

7 中國電力企業(yè)聯(lián)合會．DLT 474.5—2006現(xiàn)場絕緣試驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則 避雷器試驗(yàn)[S]．北京：中國電力出版社，2006.

8 萬四維．金屬氧化物避雷器缺陷與阻性電流關(guān)系的分析探討[J]．電瓷避雷器，2007，50(2)：31-34.

9 胡春梅，曹小龍，曹小虎，等．運(yùn)行中MOA狀態(tài)檢測試驗(yàn)數(shù)據(jù)判析[J]．電瓷避雷器，2012，55(4)：32-35.

10 曹小龍，張四江，曹小虎．帶電測試法對MOA測量數(shù)據(jù)的影響[J]．電瓷避雷器，2005，48(6)：24-27．

2016-09-08。

曹小龍(1971-)，男，工程師，主要從事電力設(shè)備狀態(tài)檢測和電氣試驗(yàn)工作，email：cxl353311@126.com。

吳棟梁(1988-)，男，工程師，主要從事電力設(shè)備檢測工作。

雷乘龍(1988-)，男，助理工程師，主要從事電力設(shè)備狀態(tài)檢測和電氣試驗(yàn)工作。

周琬鈞(1991-)，男，助理工程師，主要從事電力設(shè)備狀態(tài)檢測和電氣試驗(yàn)工作。