淺談MOA預(yù)控管理與帶電測試分析

汪順舟

摘 要：帶電測試是無間隙氧化鋅避雷器（MOA）預(yù)控管理的主要手段，通過對MOA進行熱紅外成像檢測分析和泄漏電流阻性分量的檢測分析能有效的判斷MOA健康狀態(tài)和分析其劣化傾向和程度，同時預(yù)控管理方法的實施是一項綜合性的工作。

關(guān)鍵詞：預(yù)控管理；帶電測試；紅外成像；阻性電流分量

當(dāng)前變配電系統(tǒng)主要使用無間隙氧化鋅避雷器（MOA）作為過電壓保護設(shè)備，因為氧化鋅閥片在運行中要連續(xù)耐受運行電壓、各種過電壓、諧振以及外部環(huán)境因素等影響，會致使MOA受潮、氧化鋅閥片逐漸老化或劣化，如發(fā)展成故障，將導(dǎo)致MOA的損壞甚至爆炸，MOA正常是連續(xù)帶電運行狀態(tài)，且MOA沒有規(guī)定具體的設(shè)備檢修周期，因此對MOA的維護提出了較高的要求?，F(xiàn)在電力設(shè)備主要采用點檢定修管理方法，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)積累，進行趨勢分析，從而分析出設(shè)備健康狀況，使得設(shè)備故障可以早發(fā)現(xiàn)，早期消除，從而達(dá)到設(shè)備的預(yù)控管理。下文將通過分析MOA故障因素及帶電測試分析及并據(jù)此探討MOA的預(yù)控管理。

1 MOA故障因素分析

1.1 套管遭受臟污影響

瓷套管表面清潔時其電位散布在設(shè)計范圍內(nèi)，與內(nèi)部閥片之間的徑向電位差很小，當(dāng)MOA瓷套管表面受到臟污及受潮時，瓷套外部表面臟污和干濕分散不均使得電場發(fā)生變化從而影響電位分布，產(chǎn)生懸浮電位，使得內(nèi)部閥片電位分布不均，從而產(chǎn)生電流，若是電流很大，會使電流集中的閥片部位溫度升高進而被燒熔， 導(dǎo)致閥片損壞。套管臟污及受潮時沿其外表面的泄漏電流也會明顯增大。

1.2 內(nèi)部受潮影響

氧化鋅閥片有優(yōu)良的非線性伏安特性和高涌流能力，正常運行時閥片僅有幾百微安泄漏電流流過，且主要為容性電流分量，阻性電流分量僅占10%～15%。

目前MOA基本是單柱緊湊結(jié)構(gòu)，內(nèi)部腔室小，隨溫度變化內(nèi)腔空氣會產(chǎn)生膨脹和收縮作用，會讓密封不良的微小漏孔變大，導(dǎo)致潮氣入侵，當(dāng)MOA內(nèi)部受潮時其導(dǎo)電性增加使泄漏電流增大，嚴(yán)重受潮時沿閥片表面和套管內(nèi)壁表面會產(chǎn)生爬電， MOA內(nèi)部受潮時泄漏電流阻性分量的增加不會隨時間的變化而減小。在輕微受潮情況下，由于ZnO閥片電容很大使得只有受潮閥片自身泄漏電流阻性分量增大而發(fā)熱；當(dāng)受潮嚴(yán)重時，阻性電流分量顯著增大，在受潮閥片溫度升高的同時，非受潮閥片的有功損耗增加導(dǎo)致明顯發(fā)熱。

1.3 氧化鋅閥片老化影響

正常運行時MOA泄漏電流主要為容性電流分量，當(dāng)閥片發(fā)生老化時，特別是在老化初期，總泄漏電流、容性電流分量基本無變化，但阻性電流分量會明顯增加，同時元件有功損耗增加、發(fā)熱增加。在產(chǎn)品制造中無法保證氧化鋅閥片均一性完全一樣，一般會有部分閥片先開始老化，因為阻性電流分量增加使得其它正常閥片發(fā)熱增加而開始老化，導(dǎo)致閥片整體老化加速，形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致MOA發(fā)生熱崩潰。

設(shè)備的預(yù)控管理一般以現(xiàn)場巡視檢查及清掃維護為基礎(chǔ)，結(jié)合定期測試對結(jié)果進行技術(shù)診斷，可以有效判斷設(shè)備的健康狀態(tài)。通過定期測試數(shù)據(jù)診斷分析和定期預(yù)防性試驗數(shù)據(jù)分析，可以分析出設(shè)備的劣化傾向。據(jù)上文分析，MOA內(nèi)部故障可測特征主要表現(xiàn)為泄漏電流阻性分量增大和發(fā)熱，因此可以定期對MOA進行熱紅外成像檢測分析和泄漏電流阻性分量的測試分析是MOA預(yù)控管理的有效手段，可以有效的判斷MOA健康狀態(tài)和分析其劣化傾向和程度。

2 紅外熱成像檢測分析

MOA正常運行時其泄漏電流含有一定的阻性分量，因此閥片消耗一定的有功功率，由于閥片是平均布置，其發(fā)熱表現(xiàn)為整體均勻性的，目前MOA一般采用瓷套管緊湊封裝結(jié)構(gòu)，熱圖像特征顯示是輕微整體發(fā)熱，較熱點通常在靠近上部位置，并且整體發(fā)熱大致均勻。在MOA內(nèi)部受潮后，在受潮早期體現(xiàn)為受潮閥片本身發(fā)熱增加，熱成像表征為受潮部位的局部發(fā)熱；受潮加重后會進一步加大非故障閥片發(fā)熱，當(dāng)受潮繼續(xù)惡化時，非受潮閥片發(fā)熱也會明顯增大，甚至超越受潮閥片的發(fā)熱量，熱成像特征是過熱圖像中有局部較暗區(qū)域。由于MOA內(nèi)部故障初期溫度變化并不十分明顯，熱圖像特征變化比較細(xì)微，需要運用同類型MOA熱圖像比較、連續(xù)紅外檢測、圖像檔案比較分析等各種判斷方法進行仔細(xì)分析，同時要選定合適的現(xiàn)場測試環(huán)境、測試方法和測試儀器等，同時建立紅外熱圖像分析數(shù)據(jù)庫進行縱向、橫向比較。

3 泄漏電流阻性分量檢測分析

MOA的總泄漏電流和其阻性分量變化表征了氧化鋅閥片的老化和受潮程度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)阻性電流分量有增量超一倍時，應(yīng)停電做預(yù)防性試驗，可以做到準(zhǔn)確判斷。常用的泄漏電流及其阻性電流分量測試方法有多種，但在實際測試中泄漏電流阻性分量測試結(jié)果受各種因素影響，因此在測試時需要排除、考慮各類干擾因素并對測試結(jié)果進行橫向和縱向比較，確保測試結(jié)果能夠反映泄漏電流阻性分量的真實變化趨勢。

1）MOA兩端電壓波動及諧波含量、電磁干擾對測試影響：由于正常時阻性電流分量僅占總泄漏電流10%～15%，當(dāng)MOA兩端電壓波動時，阻性電流分量幅度波動要大很多，因此在進行測試時應(yīng)記錄電壓值； MOA設(shè)備相間及與相鄰帶電設(shè)備之間的容性耦合干擾，電壓的諧波狀況，會使泄漏電流向量角發(fā)生復(fù)雜變化，致使其阻性分量測試不準(zhǔn)，但是阻性電流分量的基波峰值受影響很小，因此現(xiàn)場測試中可以采取阻性電流基波峰值進行判斷。

2）MOA表面的臟污會使得閥片的電壓分布不均而使得其內(nèi)部泄漏電流增加，此外臟污程度、環(huán)境溫濕度變化時MOA外表面泄漏電流變化較大，導(dǎo)致阻性電流分量的測量不準(zhǔn)確。因此在維護中要注意保持MOA套管外表面的清潔，為了提高套管外表面的耐污水平，可以在套管外表面涂RTV涂料，但是禁止在MOA套管上裝設(shè)防污閃傘裙。

3）溫度、濕度對泄漏電流的影響：a.由于MOA內(nèi)部空間緊湊，散熱條件較差，正常運行時有功損耗發(fā)生的熱量會使閥片的溫度升高，溫度升高又會使得阻性電流分量增大，在實際運行中不同氣象條件、時間下的閥片溫度變化范圍比較大，使得阻性電流分量的變化范圍也很大。b.MOA泄漏電流與MOA的本身各部位間電容及對地電容有關(guān)，在濕度發(fā)生變化時，套管外表面的物理狀況發(fā)生了改變，瓷套管外表面和內(nèi)部ZnO閥片的電位分布也發(fā)生變化，引發(fā)泄漏電流變化。因此進行泄漏電流分析時，應(yīng)選擇合適的環(huán)境條件并記錄環(huán)境溫度、濕度等，同以前檢測記錄進行橫向、縱向比較。

4 預(yù)控管理方法的實施

綜上文分析，MOA的帶電測試為其運行狀況評估分析提供了依據(jù)，提供了故障早期診斷的手段，通過建立設(shè)備檔案，建立測試分析數(shù)據(jù)庫，結(jié)合運行記錄、異常及缺陷記錄和預(yù)防性試驗結(jié)果等，可以對設(shè)備做到有效的預(yù)控管理。

要做到避雷器的預(yù)控管理，需要做一系列綜合性的工作：

1）建立避雷器的管理標(biāo)準(zhǔn)，對設(shè)備安裝、運行檢查維護及要求、檢修及試驗要求、狀態(tài)分析、缺陷管理和評級、事故及故障處理、更新改造和報廢等方面作出具體規(guī)范要求；

2）建立設(shè)備檔案，包含設(shè)備安裝交接資料、維護記錄、異常及缺陷記錄、預(yù)防性試驗記錄等；

3）設(shè)備狀態(tài)分析記錄，包括日常點檢記錄，專業(yè)點檢分析，定期帶電測試記錄及分析，綜合分析，異常分析等。預(yù)控管理是設(shè)備運行過程中的數(shù)據(jù)積累和分析及反饋管理，運用科學(xué)的技術(shù)手段對設(shè)備狀態(tài)進行評估，體現(xiàn)了“早發(fā)現(xiàn)隱患，不發(fā)生故障”的預(yù)控管理理念。

根據(jù)相關(guān)技術(shù)資料研究顯示，導(dǎo)致MOA損壞的因素有過電壓（雷擊、系統(tǒng)操作過電壓）、接地電阻過大導(dǎo)致反擊、污閃、設(shè)備質(zhì)量不良等，由于氧化鋅閥片從老化至劣化的速率的非規(guī)律性及外界因素的隨機性，故障原因中仍然有一定比例無法明確，因此需要在實際工作中多探索、研究、實踐并總結(jié)經(jīng)驗，以完善MOA的預(yù)控技術(shù)管理。

參考文獻：

[1] DL/T664-2008.帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范.

[2] DL/T 474.5-2006.現(xiàn)場絕緣試驗實施導(dǎo)則.避雷器試驗.