金屬氧化物避雷器底座絕緣缺陷的分析與處理

趙勇軍

（云南電力技術(shù)有限責(zé)任公司，昆明650000）

0 引言

金屬氧化物避雷器底座分為整體式和分體式兩種，分體式底座往往在運行一段時間后，會出現(xiàn)底座絕緣電阻顯著下降的問題。底座絕緣不良將導(dǎo)致在線監(jiān)測全電流數(shù)值偏低，不能準(zhǔn)確監(jiān)視避雷器的實際運行狀態(tài)[1-3]，同時，也極易引起斷裂、破損等缺陷，影響避雷器的動穩(wěn)定性[2-11]。

筆者以某變電站110 kV金屬氧化物避雷器底座絕緣缺陷為例，對試驗數(shù)據(jù)、缺陷情況和處理方法進(jìn)行了分析與總結(jié)，旨在對金屬氧化物避雷器底座絕緣缺陷的分析與處理提供借鑒。

1 缺陷情況

2016年09月下旬，某110 kV變電站進(jìn)行年度預(yù)試定檢工作，在對其110 kV母線避雷器進(jìn)行預(yù)防性試驗時，發(fā)現(xiàn)其避雷器底座絕緣較上一次測試結(jié)果明顯降低（試驗數(shù)據(jù)參見表1所示）。

表1 110 kV母線避雷器底座絕緣電阻Table 1 Insulation resistance of 110 kV bus arrester base

通過測試數(shù)據(jù)可知，其避雷器底座絕緣電阻較往年明顯下降，且低于南方電網(wǎng)Q/CSG 114002—2011《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》提出的“不低于5 MΩ”的要求，尤其是B相已呈現(xiàn)高阻性接地狀態(tài)，屬于底座絕緣不良缺陷。該母線避雷器底座絕緣為分體式結(jié)構(gòu)，其實物圖參見圖1所示。

圖1 分立式避雷器底座Fig.1 The separate base of arrester

2 缺陷分析與處理

分體式避雷器底座一般由絕緣瓷瓶、絕緣套和金屬螺栓組成，運行一段時間后，水分和雜質(zhì)往往會經(jīng)由瓷瓶與螺栓之間或瓷瓶與避雷器底座之間的縫隙侵入內(nèi)部，導(dǎo)致螺栓銹蝕和污穢。而內(nèi)部絕緣套和瓷瓶也會由于金屬螺栓的熱脹冷縮導(dǎo)致?lián)p壞。因此，檢修人員拆卸下避雷器底座，細(xì)致檢查，其具體結(jié)構(gòu)參見圖2。

圖2 分立式避雷器底座結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of the separate arrester base

由圖2可看出，該避雷器底座的金屬螺栓表面已明顯銹蝕，絕緣套與金屬螺栓之間以及金屬螺栓表面也有較多污穢。為準(zhǔn)確判斷，對絕緣套和絕緣瓷瓶又分別進(jìn)行了絕緣電阻測試，其測試數(shù)據(jù)參見表2所示。

表2 絕緣套和絕緣瓷瓶絕緣電阻Table 2 Insulation resistance of insulating sleeves and insulators

由表2的測試數(shù)據(jù)可知，絕緣套和瓷瓶的絕緣電阻較高，其避雷器底座絕緣不良主要原因可認(rèn)為是金屬螺栓銹蝕和表面污穢所致?；诖?，檢修人員將避雷器底座的金屬螺栓全部更換為不銹鋼螺栓，對底座與瓷瓶的接觸面（見圖3）進(jìn)行了清潔，且絕緣套也全部進(jìn)行了更換，更換后，復(fù)測其絕緣電阻，其測試數(shù)據(jù)見表3。

圖3 底座與瓷瓶的接觸部分Fig.3 The contact part of the base and the insulator

表3 110 kV母線避雷器絕緣電阻（處理后）Table 3 Insulation resistance of 110 kV bus arrester base(after treatment)

由數(shù)據(jù)可知，處理后絕緣電阻顯著升高，處理效果良好。

3 探討與總結(jié)

目前，避雷器多采用全電流監(jiān)測儀進(jìn)行監(jiān)測，其全電流監(jiān)測數(shù)據(jù)對于避雷器受潮等缺陷有重要的意義，是日常巡檢、在線監(jiān)測的重要支持?jǐn)?shù)據(jù)，其監(jiān)視結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 金屬氧化物避雷器監(jiān)視結(jié)構(gòu)Fig.4 Metal Oxide Surge Arrester Surveillance Structure

由圖4可知，全電流表與避雷器底座是并聯(lián)關(guān)系，只有當(dāng)避雷器底座絕緣電阻遠(yuǎn)大于全電流表內(nèi)阻時，其全電流監(jiān)測數(shù)據(jù)才有較高的可信度，而當(dāng)避雷器底座絕緣不良時，會由于分流作用導(dǎo)致監(jiān)測電流數(shù)據(jù)偏小，降低了監(jiān)測數(shù)據(jù)的可信度與有效性。值得注意的是，當(dāng)前，GB 50150—2006《電力裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》與南方電網(wǎng)Q/CSG 114002—2011《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》金屬氧化物避雷器底座絕緣電阻均以不低于5 MΩ作為合格的判斷標(biāo)準(zhǔn)，而全電流監(jiān)測表內(nèi)阻一般在6～10 MΩ，其合格標(biāo)準(zhǔn)與全電流表的內(nèi)阻很接近。對金屬氧化物避雷器底座絕緣的判斷上容易造成雖滿足“不低于5 MΩ”的要求，但由于較低的絕緣電阻的對全電流的分流（容易得知，分流可達(dá)約50%），使得全電流監(jiān)測數(shù)據(jù)偏低，使監(jiān)測數(shù)據(jù)的可信度與有效性降低，同時，也會造成因全電流監(jiān)測數(shù)據(jù)的“偏小”，造成日常維護(hù)和分析的誤判。

通過本次避雷器底座絕緣不良的分析與處理也可知，分立式底座絕緣往往由于螺栓的銹蝕導(dǎo)致絕緣電阻下降，而由于其結(jié)構(gòu)上原因，其瓷瓶與螺栓之間或瓷瓶與避雷器底座之間不可避免存在縫隙，即便如本文處理方式進(jìn)行處理，隨著運行時間長，水分、潮氣和雜質(zhì)依舊會經(jīng)縫隙不斷侵入，不可避免的造成螺栓銹蝕污穢，最終導(dǎo)致底座絕緣不良，影響全電流監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性和對避雷器狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷，建議將分立式底座結(jié)構(gòu)更換為整體式結(jié)構(gòu)，此缺陷才能得到較徹底的改善。

4 結(jié)論

目前，分立式避雷器底座結(jié)構(gòu)依然廣泛存在于一些運行時間較久的發(fā)電廠與變電站，理應(yīng)引起必要的關(guān)注，以保證設(shè)備良好運行。筆者以某變電站110kV金屬氧化物避雷器底座絕緣電阻缺陷為例，對試驗數(shù)據(jù)、缺陷情況和處理方法進(jìn)行了分析與總結(jié)，認(rèn)為：

1）分立式避雷器底座不良往往由螺栓銹蝕和內(nèi)部受潮污穢引起，建議在必要時更換為整體式底座結(jié)構(gòu)，在更換整體式底座有困難的情況下，可將金屬螺栓更換為不銹鋼螺栓，對接觸面和瓷瓶進(jìn)行清潔打磨，必要時可加裝絕緣墊圈等必要措施，可對底座絕緣不良缺陷有較好的改善。

2）避雷器底座絕緣不良，對全電流監(jiān)測、在線監(jiān)測等環(huán)節(jié)均會造成影響，建議在預(yù)試定檢工作中，對分立式底座結(jié)構(gòu)應(yīng)密切關(guān)注絕緣情況，以保證避雷器可靠良好運行以及監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效。

3）只有當(dāng)避雷器底座絕緣電阻遠(yuǎn)大于全電流表內(nèi)阻時，其監(jiān)測數(shù)據(jù)才有較高的可信度。建議在定檢預(yù)試中，密切注意數(shù)據(jù)的縱向?qū)Ρ?，注意?shù)據(jù)的變化規(guī)律，對絕緣電阻下降明顯的情況應(yīng)引起足夠重視，并結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷分析，以準(zhǔn)確判斷避雷器的運行情況。

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