一類變電站主變10kV側避雷器絕緣缺陷原因分析

蘇大華

（廣東電網(wǎng)有限責任公司江門供電局，江門，廣東 529000）

一類變電站主變10kV側避雷器絕緣缺陷原因分析

蘇大華

（廣東電網(wǎng)有限責任公司江門供電局，江門，廣東 529000）

避雷器是十分重要的變電站一次設備，當系統(tǒng)遭受過電壓時，其本身電阻急劇下降，將大電流引入大地，有效控制系統(tǒng)電壓在安全范圍，從而使電力系統(tǒng)正常工作?，F(xiàn)以一類變電站主變10kV側避雷器絕緣缺陷進行實例分析，并對其設備的選型及日常運維提供建議。

避雷器；溫度；絕緣電阻；材料

1　引言

2015年5月至8月期間，江門供電局試驗研究所在對站內一次設備開展預試工作中，先后發(fā)現(xiàn)多個變電站主變10kV側避雷器本體絕緣電阻及直流泄漏電流值低于規(guī)程標準。通過對更換下來的避雷器解體檢查及試驗分析，發(fā)現(xiàn)避雷器絕緣筒材料絕緣電阻受溫度的影響較大，在炎熱季節(jié)，繼而造成10kV側避雷器本體絕緣異?，F(xiàn)象陸續(xù)顯現(xiàn)。

2　缺陷概況

以我局110kV某變電站#1主變10kV側避雷器為例，其產品型號為YH5WZ-17/45的有機復合外套氧化鋅避雷器。2015年5月27日，在進行#1主變間隔預試工作中，發(fā)現(xiàn)三相10kV側避雷器直流泄漏電流明顯超標，絕緣電阻也不合格。該日氣象條件為天氣炎熱，避雷器安裝在主變低壓側電纜箱內，氣溫35℃，濕度60%，變壓器上層油溫45℃。具體試驗數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 站內現(xiàn)場測試結果

將以上數(shù)據(jù)與規(guī)程比較，75%U1mA下直流泄漏電流值不大于50μA、絕緣電阻值不小于1000MΩ的標準[1]。在現(xiàn)場經(jīng)過清抹、加屏蔽等措施處理，均無明顯改善，避雷器試驗數(shù)據(jù)仍低于規(guī)程要求，故判斷三相避雷器不合格。

3　缺陷檢查

3.1解體前試驗

3.1.1 室內常溫下試驗

為分析避雷器異常原因，決定對更換下來的三相避雷器和三只備品避雷器帶回試驗室進行解體檢查及分析，在試驗室放置兩天，試驗室溫度26℃，濕度50%。解體前先進行絕緣電阻、直流1mA參考電壓U1mA、75%U1mA下直流泄漏電流試驗，發(fā)現(xiàn)六只避雷器試驗數(shù)據(jù)都在合格范圍內。具體試驗數(shù)據(jù)如表2所示。3.1.2 避雷器整體在不同溫度下試驗（熱曬加熱）

表2 站內現(xiàn)場測試結果

考慮試驗室和現(xiàn)場溫度的差異，為了驗證溫度對避雷器絕緣性能的影響，選取三只避雷器，分別為現(xiàn)場更換下來的A相、編號01備品、編號02的避雷器，進行不同溫度下的對比試驗。

通過儀器設備熱曬加熱的方式，分別測試其在不同溫度下的試驗參數(shù)。A相及編號01備品兩只避雷器在不同溫度下各數(shù)據(jù)有明顯的變化，75%U1mA下直流泄漏電流增大，絕緣電阻明顯降低，而作對比的編號02杭州永德電氣有限公司避雷器在不同溫度下試驗數(shù)據(jù)無明顯變化。為了進一步分析原因，將A相避雷器解體后分部分進行試驗。

3.2解體后試驗

針對解體前在不同溫度下試驗得出的各數(shù)據(jù)變化情況，決定選取A相避雷器進行解體分析。削除避雷器外部硅橡膠材料，取出避雷器中的氧化鋅閥片，對氧化鋅閥片進行不同溫度下的絕緣電阻測試。結果顯示，A相避雷器中的氧化鋅閥片絕緣良好，且不受溫度影響。

再對絕緣筒進行不同溫度下的絕緣電阻對比試驗：對避雷器絕緣筒進行絕緣電阻測試，26℃時絕緣電阻為5000MΩ；用加熱器對避雷器絕緣筒進行加熱，同時利用紅外測溫儀進行溫度監(jiān)測，從26℃到125℃升溫過程中，不同溫度下測量絕緣電阻。絕緣筒的絕緣電阻值在一定范圍內與溫度成線性關系，隨著溫度的升高，絕緣電阻值會不斷下降。在絕緣筒表面噴濕的條件下也做了試驗，結果表明，避雷器絕緣筒的絕緣電阻受溫度影響明顯，與表面干濕度無關。

4　分析與結論

從材料上看，出現(xiàn)絕緣缺陷的避雷器產品使用的是加強尼龍為材料的絕緣筒，而作為對比的杭州永德避雷器為環(huán)氧玻璃纖維纏繞管絕緣筒[2]。導致避雷器在較高溫度下絕緣電阻下內部絕緣筒加強尼龍材料的絕緣性能受溫度影響較大，隨著溫度升高，絕降的主要原因是避雷器緣下降，甚至低于規(guī)程1000MΩ的標準。

良好的加強尼龍具有較高的機械強度、剛度，以及良好的電氣絕緣性能。但質量參差不齊，如材料本身含有較多雜質和水分，或熱塑過程中留有氣泡和空隙，當溫度升高時，雜質分子、原子的運動加劇，泄漏電流將增大，絕緣電阻下降[3]。而廠家均未能對材料的成分、品質要求作出說明，對這種材料的選用和檢測，目前沒有規(guī)范加以明確，這會導致成為避雷器質量的漏洞。

5　建議

（1）變電站10kV避雷器的交接試驗，一般在常溫環(huán)境下進行，無法檢出其受溫度影響的缺陷，鑒于廠家沒法確保杜力頓材料質量，建議今后變電站10kV避雷器的技術規(guī)范要明確絕緣筒材料使用環(huán)氧玻璃纖維纏繞管。

（2）加強尼龍材料易受溫度影響，在溫度較高的環(huán)境下，絕緣性能降低，建議做好在運使用加強尼龍材料絕緣筒的避雷器梳理檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時更換。

（3）變壓器低壓側采用電纜箱的出線方式，環(huán)境密閉、悶熱，不利于電纜和避雷器散熱和防潮，不利于運行巡視，也無法進行帶電測試，建議逐步取消采用低壓電纜箱的結構。

[1] Q/CSG114002-2011．電力設備預防性試驗規(guī)程[S]

[2] GB 11032-2000．交流無間隙金屬氧化物避雷器[S]

[3] 高楠楠，鄭遠平．斷路器 避雷器 電力電纜試驗與分析[M]．北京：中國電力出版社，2012.5:60-68

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.11.016

TM4，TN915.853

C

1672-7274（2016）11-0056-02