一起避雷器隱患的發(fā)現(xiàn)與缺陷分析

施景壘，肖　雷，陳平春，王　晨，高曉軍(.江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院GIS設(shè)備運(yùn)行維護(hù)檢修技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京03；.江蘇省送變電公司，江蘇南京0008)

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一起避雷器隱患的發(fā)現(xiàn)與缺陷分析

施景壘1，肖雷1，陳平春1，王晨1，高曉軍2
(1.江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院GIS設(shè)備運(yùn)行維護(hù)檢修技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京211103；2.江蘇省送變電公司，江蘇南京210008)

摘要：文中介紹了紅外檢測過程中發(fā)現(xiàn)的一起35 kV避雷器缺陷，對(duì)避雷器進(jìn)行持續(xù)運(yùn)行電壓下泄漏電流測量，發(fā)現(xiàn)阻性電流偏大。更換后對(duì)其進(jìn)行外觀檢查、絕緣電阻檢測、直流1 mA下的參考電壓U1mA和0.75U1mA下的泄漏電流測量，發(fā)現(xiàn)故障相泄漏電流檢查異常，解體后發(fā)現(xiàn)故障原因?yàn)榄h(huán)氧筒內(nèi)壁受潮引起。針對(duì)此次缺陷提出了加強(qiáng)避雷器工藝管控、加強(qiáng)在役設(shè)備巡檢、濕度較大時(shí)進(jìn)行紅外精確測溫等建議。

關(guān)鍵詞：避雷器；帶電檢測；紅外檢測；解體；缺陷分析

金屬氧化物避雷器因其結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)輸安裝方便性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)過電壓防護(hù)方面起著重要作用，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。但近年來氧化鋅避雷器故障是有發(fā)生，影響了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行[1]。本文介紹了一起用紅外檢測手段發(fā)現(xiàn)的35 kV氧化鋅避雷器缺陷，及對(duì)其進(jìn)行解體分析，提出了改進(jìn)措施和建議，以提高避雷器的運(yùn)行維護(hù)水平。

1　缺陷發(fā)現(xiàn)概況

2015年4月21日，對(duì)某500 kV變電站帶電檢測過程中，紅外熱像檢測發(fā)現(xiàn)1號(hào)主變35 kV側(cè)A相避雷器的第四層傘裙發(fā)熱，紅外熱像圖如圖1所示。三相避雷器從上到下的溫度曲線如圖2所示。

圖1　A相避雷器紅外熱像圖

通過三相避雷器溫度曲線對(duì)比[2]發(fā)現(xiàn)，A相避雷器整體溫度較B相、C相避雷器偏高，尤其第四傘裙處，溫差達(dá)3 K，超出標(biāo)準(zhǔn)[3]規(guī)定。2015年4月21日（天氣：晴；環(huán)境溫度：14℃；相對(duì)濕度：65%），對(duì)三相避雷器進(jìn)行持續(xù)運(yùn)行電壓下泄漏電流測量，如表1所示。A相全電流較其他兩相偏大，且阻性電流對(duì)全電流的占比為41.29%，超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的25%。

圖2　三相避雷器溫度曲線對(duì)比圖

表1　1號(hào)主變35 kV側(cè)避雷器泄漏電流試驗(yàn)結(jié)果（2015-04-21）

2　故障設(shè)備結(jié)構(gòu)

如圖3所示，該35 kV避雷器為III級(jí)污穢區(qū)使用，單節(jié)構(gòu)成，無均壓環(huán)，內(nèi)部有12片氧化鋅電阻片，外部為復(fù)合外套，電阻片柱外層被復(fù)合材料包裹固定，兩端有墊片（墊管），頂部由彈簧壓緊，彈簧內(nèi)放置干燥劑；電阻片柱與復(fù)合外套之間為環(huán)氧筒，整個(gè)結(jié)構(gòu)無防爆膜及壓力釋放裝置。

3　缺陷設(shè)備檢測與解體分析

缺陷發(fā)現(xiàn)后，立即安排對(duì)該組避雷器進(jìn)行停電更換。為深入分析原因，對(duì)缺陷避雷器（缺陷相）和同結(jié)構(gòu)備用間隔避雷器（正常相）進(jìn)行了外觀檢查、試驗(yàn)檢測和解體分析。

3.1外觀檢查

為分析1號(hào)主變35 kV側(cè)A相避雷器局部發(fā)熱的原因，對(duì)A相避雷器進(jìn)行外觀檢查，如圖4所示。結(jié)果如下：

圖3　避雷器結(jié)構(gòu)

（1）復(fù)合外套表面無電弧灼燒痕跡，下部表面有破損（拆卸過程造成），復(fù)合外套表面污穢嚴(yán)重、無裂紋和孔洞；

（2）鐵與復(fù)合膠合處粘合牢固，未見明顯異常。

圖4　A相避雷器外觀圖片

3.2試驗(yàn)檢測

2014年1月13日（天氣：晴；環(huán)境溫度：15℃；相對(duì)濕度：60%），運(yùn)行維護(hù)單位曾對(duì)該避雷器進(jìn)行周期停電檢修，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示，沒有發(fā)現(xiàn)異常。

表2　1號(hào)主變35 kV側(cè)避雷器試驗(yàn)記錄（2014-01-13）

2015年5月8日（天氣：陰；環(huán)境溫度：18℃；相對(duì)濕度：66%），在實(shí)驗(yàn)室對(duì)A相避雷器進(jìn)行直流參數(shù)測量，包括絕緣電阻、直流1 mA下的參考電壓U1mA和0.75U1mA下的泄漏電流，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所示，A相在加壓過程中，直流電壓升高至72 kV降為0。結(jié)合表1、表3數(shù)據(jù)分析，A相在升壓過程中電壓突降為0，可能是避雷器內(nèi)部受潮后絕緣下降，從而在升壓過程中形成閃絡(luò)。

表3　1號(hào)主變35 kV側(cè)避雷器試驗(yàn)結(jié)果（2015-05-08）

3.3解體分析

為進(jìn)一步分析避雷器試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常原因，對(duì)A相、B相避雷器進(jìn)行了解體分析。

（1）對(duì)A相、B相避雷器解體后，內(nèi)部彈簧片及支撐管都沒有發(fā)現(xiàn)明顯的銹跡，如圖5所示。但A相避雷器環(huán)氧筒內(nèi)部出現(xiàn)白色斑點(diǎn)，如圖6所示。從位置上看白點(diǎn)主要集中筒壁一側(cè)，在第四傘裙對(duì)應(yīng)處白點(diǎn)尤其集中，疑似環(huán)氧表面水分蒸發(fā)留下的痕跡，B相避雷器內(nèi)部環(huán)氧表面無異常。

圖5　彈簧片及支撐管

圖6　A相內(nèi)部環(huán)氧表面

（2）A相、B相避雷器均裝有干燥劑，對(duì)避雷器干燥劑顆粒進(jìn)行檢測，沒有明顯的變色現(xiàn)象，說明避雷器運(yùn)行過程中內(nèi)部沒有出現(xiàn)嚴(yán)重的受潮情況。

（3）A相避雷器閥片外絕緣護(hù)套也沒有明顯的異常情況，如圖7所示。表面的白色粉末是由于鋸子鋸開環(huán)氧時(shí)產(chǎn)生的粉末。外絕緣護(hù)套展開后，內(nèi)部沒有明顯的異常情況。

圖7　閥片外絕緣護(hù)套

（4）閥片表面也沒有明顯的異常情況（圖8）,對(duì)A相避雷器12只電阻片整體進(jìn)行直流參數(shù)測量[4]，包括直流1 mA下的參考電壓U1mA和0.75 U1mA下的泄漏電流，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4所示；對(duì)A相避雷器的12只電阻片分別進(jìn)行了絕緣電阻試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示，試驗(yàn)結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)異常。

圖8　A相避雷器閥片整體結(jié)構(gòu)

表4　A相避雷器12只閥片整體試驗(yàn)結(jié)果（2015-05-08）

表5　A相避雷器12只閥片試驗(yàn)結(jié)果（2015-05-08）

4　缺陷原因分析

基于上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)、解體情況等，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常原因分析如下：

（1）避雷器發(fā)熱缺陷是由環(huán)氧筒內(nèi)壁受潮引起。解體前后整只避雷器1 mA直流參考電壓異常，說明避雷器內(nèi)部存在缺陷；整組電阻片柱和單個(gè)電阻片的試驗(yàn)結(jié)果正常，說明電阻片本身無缺陷；避雷器環(huán)氧筒內(nèi)壁上部存在明顯白色痕跡（水分蒸發(fā)殘留），與紅外測溫發(fā)熱缺陷位置相對(duì)應(yīng)，說明筒壁受潮可能是避雷器局部發(fā)熱的原因之一。

（2）避雷器內(nèi)部為輕微受潮。由解體結(jié)果可知，避雷器內(nèi)部電阻片、各金屬件（彈簧、墊盤、墊管）均無銹蝕痕跡，說明受潮程度輕微；紅外測溫當(dāng)天現(xiàn)場濕度較大（濕度65%），此時(shí)避雷器環(huán)氧筒內(nèi)壁輕微受潮引起的發(fā)熱較為明顯。

5　結(jié)束語

（1）加強(qiáng)避雷器工藝管控。該避雷器缺陷原因分析為內(nèi)部環(huán)氧筒壁受潮，若氧化鋅電阻片或筒壁受潮嚴(yán)重，運(yùn)行過程中可能引起爬電導(dǎo)致閃絡(luò)。因此，應(yīng)加強(qiáng)避雷器制造工藝管控，確保所有出廠避雷器滿足裝配工藝要求，且密封性良好。

（2）加強(qiáng)對(duì)變電站內(nèi)避雷器泄漏電流表的校驗(yàn)和巡視，發(fā)現(xiàn)表計(jì)異常應(yīng)及時(shí)對(duì)避雷器進(jìn)行持續(xù)運(yùn)行電壓下泄露電流的檢測，提高日常巡視過程中缺陷的發(fā)現(xiàn)率。

（3）建議加強(qiáng)紅外測溫工作，特別是濕度較大的環(huán)境下的精確測溫工作，加強(qiáng)避雷器的紅外圖譜建檔、跟蹤比對(duì)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬勇，劉洋，謝天喜，等.一起氧化鋅避雷器故障原因分析與思考[J].高壓電器，2014，50(11)：139-144.

[2]闞金輝.紅外測溫技術(shù)在避雷器帶電檢測中的應(yīng)用[J].通信電源技術(shù)，2011，28(5)：68-69.

[3] DL/T 664—2008帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則[S].

[4]王靜君，李文書，杜積貴.氧化鋅避雷器帶電測試方法應(yīng)用分析[J].江蘇電機(jī)工程，2013，32(2)：57-59.

[5]賈宏智，田野，葛猛.一起金屬氧化物避雷器故障分析及應(yīng)注意問題[J].吉林電力，2011，39(6)：39-40.

施景壘（1986），男，江蘇大豐人，助理工程師，從事開關(guān)及帶電檢測方面的研究工作；

肖雷（1987），男，江蘇淮安人，助理工程師，從事高壓方面的研究工作；

陳平春（1987），男，江蘇南京人，助理工程師，從事線路方面的研究工作；

王晨（1990），男，江蘇東臺(tái)人，助理工程師，從事開關(guān)方面的研究工作；

高曉軍（1978），男，江蘇如東人，工程師，從事開關(guān)方面的安裝調(diào)試工作。

Detection and Analysis of a Hidden Defect

SHI Jinglei1, XIAO Lei1, CHEN Pingchun1, WANG Chen1, GAO Xiaojun2
(1.Jiangsu Electric Power Company Electric Power Research Institute, Nanjing 211103, China; 2.Jiangsu Power Transmission and Transformation Corparation, Nanjing 210028, China)

Abstract：This paper introduces a hidden 35 kV MOV defect detected by infrared detector. It is found that the MOV leakage current measurement under continuous operating voltage is large. After replacing its visual inspection, the insulation resistance testing and leakage current measurement to the voltage U1mAand 0.75U1mAunder 1mA DC reveals that the leakage current is abnormal. The MOV disintegration shows that the MOV is damp. According to the detection, it is recommend to strengthen the process control of MOV and deploy infrared temperature measurement when humidity is high.

Key words：MOV; on-line detection; infrared detection; disintegration; defect analysis

作者簡介：

中圖分類號(hào)：TM862

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1009-0665（2016）02-0084-03

收稿日期：2015-10-10；修回日期：2015-11-27