帶電檢測發(fā)現(xiàn)金屬氧化物避雷器阻性電流異常的案例分析

劉安文，許甜田，張少成

（國網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司，浙江紹興312000）

帶電檢測發(fā)現(xiàn)金屬氧化物避雷器阻性電流異常的案例分析

劉安文，許甜田，張少成

（國網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司，浙江紹興312000）

從金屬氧化物避雷器帶電檢測的方法和原理出發(fā)，分析了阻性電流帶電檢測對避雷器進行故障診斷的有效性。結(jié)合利用帶電檢測手段發(fā)現(xiàn)的設(shè)備故障案例，通過停電試驗和解體分析證實了避雷器故障的原因是密封不良造成氧化鋅閥片進水受潮。驗證了帶電檢測在避雷器絕緣診斷中的有效性，同時提出了避雷器狀態(tài)檢測應(yīng)注意的問題。

帶電檢測；金屬氧化物避雷器；狀態(tài)檢修；阻性電流

MOA（金屬氧化物避雷器）因具有優(yōu)異的非線性特性、通流容量大和結(jié)構(gòu)簡單可靠等優(yōu)點，已逐步取代傳統(tǒng)SiC避雷器。但在實際運行中，MOA的爆炸事故也時有發(fā)生，主要原因是阻性分量增大，損耗劇增，引起熱崩潰。根據(jù)國家電網(wǎng)公司發(fā)布的Q/GDW 1168-2013《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》要求，對狀態(tài)評價結(jié)論為良好的設(shè)備，其檢修周期可延長至6年。隨著設(shè)備檢修周期的延長以及狀態(tài)檢修的深入開展，避雷器停電試驗的機會越來越少，帶電檢測以及在線監(jiān)測在一定程度上決定了對避雷器絕緣狀況的判斷。本文通過分析1例由阻性電流帶電檢測發(fā)現(xiàn)的避雷器故障案例，說明了帶電檢測在避雷器絕緣診斷中的有效性和重要性。

1 MOA帶電檢測原理

運行中的MOA在交流電壓的作用下，流經(jīng)的泄漏電流有2種：阻性電流和容性電流。其中阻性電流只占約5%~20%。避雷器等值電路和電壓電流相量圖如圖1、圖2所示。

圖1MOA等值電路

圖2 中，在工作電壓U下，總泄漏電流I可以分解為阻性電流IR和容性電流IC，設(shè)U與I的相位差為φ，則各電流之間的關(guān)系為：

圖2 避雷器電流相量

由式（1）、（2）可以看出，當避雷器出現(xiàn)老化、受潮、絕緣下降以及表面污穢等情況時，電容或電阻將發(fā)生改變，從而使參數(shù)I，IR和IC發(fā)生變化，因此，通過帶電檢測泄漏電流特別是阻性分量，可以反映避雷器的健康狀況。

2 帶電檢測發(fā)現(xiàn)缺陷情況

2.1 帶電檢測數(shù)據(jù)分析

某220 kV變電站35 kV并聯(lián)電容器（簡稱并容）間隔戶外MOA型號為YH10WR-51/120，出廠日期為2011年4月，投運日期為2011年9月。依照帶電檢測規(guī)程要求，按既定帶電檢測計劃，于2013年4月對該220 kV變電站實施全站設(shè)備的帶電檢測工作。檢測過程中發(fā)現(xiàn)35 kV并容間隔共計4相避雷器存在全電流和阻性電流嚴重超標的缺陷，帶電檢測數(shù)據(jù)見表1。

表1 避雷器帶電檢測數(shù)據(jù)

以并容3E24間隔為例，檢測人員發(fā)現(xiàn)C相檢測結(jié)果較A相、B相嚴重偏大，其全電流有效值為1.574 mA，阻性電流峰值為1.558 mA，分別為正常相的3.63倍和55.6倍，阻性分量增加非常明顯，可以初步判斷避雷器內(nèi)部閥片受潮。根據(jù)浙江省電力公司《基于不停電檢測的氧化鋅避雷器狀態(tài)評價導(dǎo)則（試行）》，該避雷器本體部分扣分為40分，避雷器為不良狀態(tài)。同時對其它3個間隔的避雷器進行帶電檢測，也發(fā)現(xiàn)存在同樣缺陷。立即將該情況匯報相關(guān)部門，決定將存在問題的間隔退出運行。

2.2 停電試驗數(shù)據(jù)分析

為了進一步確認避雷器內(nèi)部是否存在缺陷，對存在問題的避雷器進行了停電試驗。以并容3E24間隔避雷器為例，試驗結(jié)果見表2。

表2 并容3E24間隔避雷器停電試驗數(shù)據(jù)

從表2的試驗數(shù)據(jù)可以看出，C相避雷器內(nèi)部存在嚴重的絕緣不良狀況，結(jié)合帶電檢測時避雷器全電流、阻性電流數(shù)值綜合判斷，可以確定其內(nèi)部存在嚴重缺陷。

2.3 解體分析

根據(jù)帶電檢測和停電試驗數(shù)據(jù)得出的結(jié)論，決定對C相避雷器進行解體檢查。首先進行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)外絕緣良好，但頂蓋與外絕緣密封處存在間隙，且頂蓋存在銹蝕痕跡。

將硅橡膠外絕緣剝離后，檢查硅橡膠套內(nèi)部和玻璃鋼筒體外部有無受潮痕跡。

將玻璃鋼筒體上部鋸斷后，發(fā)現(xiàn)上部壓緊彈簧以及與該彈簧接觸的上法蘭內(nèi)表面有部分銹蝕，見圖3。

圖3 法蘭內(nèi)表面銹蝕

將閥片逐片從筒體內(nèi)取出，發(fā)現(xiàn)越接近下部法蘭閥片水跡越明顯，內(nèi)部2個鐵件表面已全部銹蝕且有明顯的水跡，見圖4—6。從內(nèi)部解體情況分析受潮時間已較長。

圖4 內(nèi)部生銹鐵件1

圖5 內(nèi)部生銹鐵件2

圖6 閥片受潮

對C相泄漏儀電流指示值進行校驗，發(fā)現(xiàn)泄漏儀讀數(shù)為0.4 mA時，帶電測試儀器讀數(shù)為0.48 mA；泄漏儀讀數(shù)為0.5 mA時，帶電測試儀器讀數(shù)達3.5 mA（讀數(shù)均為有效值）?？梢姡撔孤﹥x的讀數(shù)偏差導(dǎo)致了運行巡視人員無法及時發(fā)現(xiàn)該缺陷。

2.4 原因分析

對以上測試數(shù)據(jù)和解體結(jié)果進行分析，可以得出：該避雷器法蘭與玻璃鋼筒體結(jié)合處存在密封不良，導(dǎo)致在運行過程中緩慢吸入潮氣致使避雷器內(nèi)部受潮；受潮導(dǎo)致避雷器閥片絕緣性能下降；隨著運行時間的增加，受潮程度逐漸加深，導(dǎo)致運行電壓下泄漏電流的阻性電流明顯增大。若不及時發(fā)現(xiàn)該設(shè)備隱患，隨著避雷器受潮程度的加深，有可能會出現(xiàn)避雷器運行中爆炸的嚴重事故，對人身、設(shè)備造成不可設(shè)想的后果。

目前上述3個間隔的避雷器均已退出運行，由于存在問題的避雷器型號均為YH10WR-51/ 120，且投運時間不長，因此懷疑該型號避雷器存在家族性缺陷。

3 結(jié)論

（1）新設(shè)備的交接試驗并不一定能發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的缺陷，隨著運行時間增加，設(shè)備的狀態(tài)可能發(fā)生明顯改變，因此應(yīng)加強設(shè)備投運后的帶電檢測。

（2）相比于停電試驗，由于帶電檢測不影響設(shè)備運行，所得到的數(shù)據(jù)更接近設(shè)備真實狀態(tài)，且不受停電時間制約。因此帶電檢測比傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗更能有效地檢測設(shè)備缺陷。

（3）在條件許可的情況下，建議加裝避雷器阻性電流在線監(jiān)測儀，對避雷器運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測。

[1]羅容波，王巖，李國偉，等.帶電檢測技術(shù)在避雷器狀態(tài)診斷中的成功應(yīng)用[J].電瓷避雷器，2011（6）∶53-57.

[2]唐鐵英.帶電檢測在氧化鋅避雷器故障診斷中的應(yīng)用[J].浙江電力，2012，31（4）∶40-42.

[3]朱海貌，黃銳，夏曉波，等.金屬氧化物避雷器帶電檢測數(shù)據(jù)異常的診斷及分析[J].電瓷避雷器，2012（2）∶68-76.

[4]閆尚斌，唐領(lǐng)英，程艷霞.氧化鋅避雷器帶電檢測在狀態(tài)檢修工作中的應(yīng)用[J].電力學(xué)報，2013（6）∶201-202.

[5]劉云鵬，夏巧群，李凌志．基于泄漏電流檢測和紅外成像技術(shù)的MOA故障綜合診斷[J]．高壓電器，2007，43（2）∶133-135．

[6]蘇文宇，汪曉明，胡宏宇．220 kV金屬氧化物避雷器帶電測試異常的處理[J].電瓷避雷器，2008（3）∶32-37．

[7]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（5）∶31-33．

（本文編輯：趙曉明）

Case Analysis on Live Detection of Abnormal Resistive Current of MOA

LIU Anwen，XU Tiantian，ZHANG Shaocheng
（State Grid Shaoxing Power Supply Company，Shaoxing Zhejiang 312000，China）

This paper analyzes effectiveness of the resistive current live test for MOA（Metal Oxide Arrester）on the basis of live test methods and principles of MOA.In combination with equipment failure found by live detection，It is confirmed that the cause of arrester failure is caused by moisture from poor sealing of MOA valve by outage test and disintegration analysis；validity of the detection of charged MOA insulation diagnosis is verified.Meanwhile，the paper proposes precautions in status detection of MOA in the future.

live detection；MOA；condition-based maintenance；resistive current

TM862+.1

B

1007-1881（2015）06-0013-03

2014-12-12

劉安文（1982），男，工程師，高級技師，從事高壓試驗工作。