分析金屬氧化物避雷器狀態(tài)與評價方法

摘 要：金屬氧化物避雷器是電力系統(tǒng)的組成部分，本文對該設(shè)備的狀態(tài)評價過程方法進行了闡述，并對相關(guān)評價結(jié)果和應(yīng)用進行深入分析。得出結(jié)論：影響避雷器評價結(jié)論的因素包括外絕緣防污水平以及密封性以及電氣試驗和在線監(jiān)測漏電表狀態(tài)的指示情況等，本文指出了了避雷器評價中的常見問題及解決，就常用金屬氧化物避雷器的試驗數(shù)據(jù)進行分析談?wù)劰P者的看法。

關(guān)鍵詞：金屬氧化物避雷器；狀態(tài)評價；問題解決

中圖分類號：TM863 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）20-0067-02

隨著電力行業(yè)生產(chǎn)力水平的提高，電力系統(tǒng)的檢修維護模式也發(fā)生了變革，由原來的事后檢查與定期檢修相結(jié)合方式實現(xiàn)到狀態(tài)檢修模式的轉(zhuǎn)變。通過加強對設(shè)備的檢測和監(jiān)視工作，對設(shè)備的運行狀態(tài)即時作出評價，并按照設(shè)備的狀態(tài)進行相應(yīng)的檢修和維護工作進一步提升電網(wǎng)的安全運行水準(zhǔn)，這就是設(shè)備的狀態(tài)檢修工作。做好狀態(tài)評價對電力系統(tǒng)設(shè)備的維護檢修具有重要的意義。

1 金屬氧化物避雷器（MOA）

1.1 金屬氧化物避雷器

避雷器被運用于配電網(wǎng)中進行，限制過電壓，并保護電氣設(shè)備是一種絕緣工具。金屬氧化物避雷器以其優(yōu)勢已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)的碳化硅避雷器被廣泛的運用于電力設(shè)備中。金屬氧化物避雷器（MOA）對輸變電設(shè)備起到絕緣免作用使其免受過電壓危害的一種保護電器，它具有響應(yīng)快、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、通流容量大、壽命長、殘壓低等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于電力設(shè)備系統(tǒng)中。金屬氧化物避雷器的外套使用硅橡膠復(fù)合材料，具有重量輕、結(jié)構(gòu)堅固、尺寸小、耐污性強、防爆性能好等諸多優(yōu)勢[1]。但是隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，金屬避雷器的傳統(tǒng)的避雷技術(shù)已經(jīng)無法滿足用戶需求，因此，做好性能在線監(jiān)測工作變得至關(guān)重要。

1.2 金屬氧化物帶間隙避雷器的在線監(jiān)測

電力系統(tǒng)中常用的是金屬氧化物避雷器是無間隙金屬氧化物避雷器，電力行業(yè)及業(yè)內(nèi)學(xué)者對配電網(wǎng)避雷器在線監(jiān)測技術(shù)的研究通過實現(xiàn)了對配電網(wǎng)避雷器防雷性能的提升，使其能被廣泛應(yīng)用于低于220kV電網(wǎng)線路防護中。金屬間隙避雷器具有自帶電源即可以重復(fù)利用的特點，尤其10kV避雷器被廣泛的應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)建設(shè)中，但因為長期未引起監(jiān)測重視，日積月累的故障容易引起對配電安全的影響嚴(yán)重的乃至電力線路癱瘓，通過對金屬氧化物避雷器對發(fā)揮自生電壓進波優(yōu)勢的方法可以保護電力設(shè)備安全運行。

我們在監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)對于避雷器的帶間隙電路的工頻電壓老化問題是通過金屬氧化物實現(xiàn)的，在保障通電次數(shù)和20kA的正常放電電流值狀態(tài)下金屬氧化物避雷器通過利用閥片開展對帶間隙電路的保護，這是確保金屬避雷裝置的以屬性里運行的基礎(chǔ)所在，此外通過引進輻射較大放電電流到下線回路中，為針對所發(fā)現(xiàn)的故障信息發(fā)出警示性預(yù)防信號的實施做好前期準(zhǔn)備工作。

1.3 配電網(wǎng)金屬氧化物避雷器監(jiān)測裝置

金屬氧化物避雷器的非線性閥片容易被在處于線路保護狀態(tài)下產(chǎn)生的大型電流沖擊，該電流值通常都會超出千萬安培，由此造成避雷失效和對元件造成毀壞的現(xiàn)象。因此通過配置合適的監(jiān)測裝置實現(xiàn)對金屬氧化物避雷器的實時監(jiān)測非常重要。避雷設(shè)施的設(shè)計使用要在考慮性能的基礎(chǔ)上綜合考評經(jīng)濟投入成本。我們通過研究發(fā)現(xiàn)，金屬氧化物避雷器的內(nèi)部絕緣的損壞程度會隨著10kV避雷器泄漏電源通過而加深，從而造成輸電線路阻性電流擴大幾倍的可能性，通過選取100～200mA金屬避雷裝置監(jiān)測系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)，相對阻性電流會隨著避雷器內(nèi)部絕緣問題的出現(xiàn)而出現(xiàn)變化[2]。這時就需要采取巡視對策和防護措施以達到RC數(shù)值的平穩(wěn)趨勢，并通過及時更換避雷保護裝置以減少輸電線路的安全事故發(fā)生概率。

2 金屬氧化物避雷器的狀態(tài)量收集

被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的金屬氧化避雷器因為其結(jié)構(gòu)的特殊性，其使用性能受到制造工藝的影響程度很大。標(biāo)準(zhǔn)流程規(guī)定，新產(chǎn)品必須進行全部形式的試驗才能試制定型，在實際的運行中卻通常只能做到出廠試驗環(huán)節(jié)的保證，這導(dǎo)致了金屬氧化物避雷器的性能不穩(wěn)定，因此在設(shè)備的日常維護工作當(dāng)中要嚴(yán)格對避雷器的狀態(tài)量進行監(jiān)測與關(guān)注。狀態(tài)量的收集，包括設(shè)備的運行信息、投運前信息、檢修試驗信息以及其他信息等四種類型，這項工作應(yīng)當(dāng)在對金屬避雷器進行狀態(tài)評價前就完成。通過信息收集，我們通常可以得到避雷器的監(jiān)造報告、技術(shù)臺賬、交接試驗報告、出廠試驗報告、新建擴建工程的相關(guān)圖紙資料和電子版資料等以及安裝驗收的記錄乃至在日常工作中的巡視記錄，設(shè)備缺陷記錄，維護保障記錄，帶電檢測記錄，以及在線監(jiān)測記錄等各種信息。此外，技術(shù)臺賬還包括診斷性試驗報告，例行實驗報告，專業(yè)循化巡檢記錄，以及如何對缺陷進行消除和檢修的報告等。

3 金屬氧化物避雷器的性能試驗

停電試驗和帶電測試是對金屬氧化物避雷器的兩種不同實驗方式。帶電交流測試通過對流過避雷器閥片的電流泄露對系統(tǒng)正常供電的影響來情況來判斷金屬氧化物避雷器的性能和運行狀態(tài)從而實現(xiàn)準(zhǔn)確反映避雷器實時工況。絕緣電阻是否符合規(guī)程要求是開展金屬氧化物避雷器停電試驗的先決條件，選用的測試工具為2500V及以上兆歐表，測量的標(biāo)準(zhǔn)為參考35kV以下不低于1000Mg，35kV以上不低于2500M0[3]。通過絕緣電阻值測試可以判斷被測避雷器性能好壞，對于其他問題的判斷還需要輔以比如直流泄漏電流測試試驗項目等。它的測量目的是檢驗金屬氧化物電阻片以及金屬避雷器整體質(zhì)量狀況，并作為以后同類避雷器泄漏電流測試結(jié)果的參照值。通過使用2500V兆歐表于35kV金屬氧化物避雷器進行底座絕緣電阻測量，此外安裝放電計數(shù)器是開展帶電測試避雷器的必要環(huán)節(jié)。

此外，在帶電測試中還要關(guān)注對金屬氧化物避雷器中初始電流值的數(shù)據(jù)記錄于收集，同時做好對投運之初和出廠值的比較，并將該兩個數(shù)據(jù)同時保存作為以后測試數(shù)據(jù)的參考值。有間隙金屬氧化物避雷器的測試中除了做好避雷器及底座絕緣電阻工頻放電電壓試驗外同步還要進行工頻放電電壓試驗。放電完成后應(yīng)在小于0.5s時間內(nèi)快速切除電源，控制過流保護動在0.2～0.7A內(nèi)。

4 金屬氧化物避雷器試驗數(shù)據(jù)評價結(jié)果

引起金屬氧化物避雷器測試數(shù)據(jù)波動的要素多種多樣，應(yīng)綜合考慮環(huán)境溫度、濕度以及系統(tǒng)電壓、污穢等情況帶來的影響，通過做好橫向以及縱向比較再得出結(jié)論尤其注意對沒有把握的試驗數(shù)據(jù)應(yīng)該選用停電直流試驗數(shù)據(jù)作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。

（1）金屬氧化物避雷器絕緣表面的泄漏電在流濕度比較大的情況下會出現(xiàn)成倍增加，導(dǎo)致絕緣表面物理狀態(tài)生變化，金屬氧化物避雷器內(nèi)部閥片和絕緣表面的電位分布隨之變化導(dǎo)致泄漏電流出現(xiàn)變化。

（2）閥片存在質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致通流能力無法滿足金屬氧化物避雷器的熱穩(wěn)定性能需要。此外由于金屬氧化物避雷器散熱條件有限，體積比較小在出現(xiàn)功損耗伴生的熱量時候會導(dǎo)致電阻片溫度比周圍環(huán)境溫度高的現(xiàn)象，長此以往會增加閥片老化速度，從而造成阻性電流和功率損耗的大大增加導(dǎo)致測試時數(shù)超標(biāo)。

（3）金屬氧化物避雷器的外殼的硅膠老化問題或質(zhì)量較差引起設(shè)備在進行在惡劣條件下長時間運行，或者設(shè)備的使用壽命即將到期時造成引起閥片受潮而造成老化，從而導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)超標(biāo)。

（4）金屬氧化物避雷器外表面污穢的存在會引發(fā)閥片內(nèi)部泄漏電流增加從而引起測試結(jié)果的偏差。

5 金屬氧化物避雷器試驗測試評價的應(yīng)用

投運初期對新投運的金屬氧化物避雷器做到每月帶電測量一次運行電壓情況下的泄漏電流，三個月后，改為半年測量一次，此外盡可能通過安裝在線監(jiān)測儀防止泄漏電流的增大；同一電壓等級不同生產(chǎn)廠家的金屬氧化物避雷器如果在同一運行電壓條件下測得泄漏電流值差別很大，應(yīng)進行幾次數(shù)據(jù)的縱向比較后再確定，不應(yīng)用泄漏電流的絕對值作為判定依據(jù)；對于在帶電測試時發(fā)現(xiàn)存在的異常金屬氧化物避雷器，進行各項因素排除后依然存在問題，應(yīng)該做停電作直流試驗，確認(rèn)如存在質(zhì)量問題應(yīng)及時生產(chǎn)廠家取得聯(lián)系進行妥善處理。

6 結(jié) 語

金屬氧化物避雷器對電網(wǎng)安全運行具有重要意義，應(yīng)開展準(zhǔn)確的評價以消除隱患，通過制定科學(xué)的評價規(guī)范，堅持將該項工作納入常態(tài)化管理，真正實現(xiàn)電路系統(tǒng)中避雷管理公做的有效開展。

參考文獻

[1]郭 磊，張 科，陳 瑞，等.金屬氧化物避雷器狀態(tài)評價方法及應(yīng)用分析[J].電瓷避雷器，2013（6）：95～99.

[2]劉江明，艾云飛，吳承福，等.金屬氧化物避雷器帶電檢測及異常分析[J].浙江電力，2017（3）：38～41，54.

收稿日期：2018-6-26

作者簡介：岑洪鍇（1983-），男，壯族，廣西靖西人，助理工程師，本科，主要從事電力系統(tǒng)輸變電類高壓電氣試驗工作。