基于多種檢測(cè)技術(shù)的35 kV避雷器故障診斷

田新強(qiáng)，李 帥，梁基重

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)研究中心，云南 昆明 650011；2.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

0 引言

電力設(shè)備故障診斷是根據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)來(lái)查找分析故障的綜合技術(shù)。紅外熱像檢測(cè)技術(shù)通過(guò)對(duì)設(shè)備外部溫度的測(cè)量來(lái)判斷設(shè)備狀態(tài)良好與否，該技術(shù)具有不停運(yùn)、遠(yuǎn)距離、快速、直觀等特點(diǎn)［1-2］。避雷器泄漏電流檢測(cè)技術(shù)主要是測(cè)量通過(guò)避雷器的全電流和阻性電流，根據(jù)全電流和阻性電流的變化可以判斷避雷器內(nèi)部絕緣是否被破壞等故障［3］。本文以某220 kV變電站35 kV避雷器故障診斷為例，介紹了紅外熱像檢測(cè)技術(shù)、避雷器泄漏電流檢測(cè)技術(shù)和絕緣電阻測(cè)量技術(shù)在避雷器故障檢測(cè)中的應(yīng)用，綜合各種檢測(cè)技術(shù)可全面評(píng)價(jià)分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備故障，保證人身和設(shè)備安全［4-5］。

1 案例分析

1.1 缺陷發(fā)現(xiàn)過(guò)程

1.1.1 紅外熱像測(cè)溫

在對(duì)該變電站1號(hào)主變35 kV避雷器在進(jìn)行紅外檢測(cè)時(shí)，測(cè)量?jī)x器為FLIRT330紅外熱像儀，發(fā)現(xiàn)A相避雷器本體溫度異常，圖1和圖2分別為故障避雷器的紅外圖譜和可見(jiàn)光照片?？梢钥闯觯珹相避雷器熱點(diǎn)溫度為40.1℃，B、C相溫度正常，分別為3.1℃、3.0℃。根據(jù)DL/T664《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》，正常避雷器整體為輕微發(fā)熱，三相溫差在0.5～1 K之間，整體或局部過(guò)熱為異常。此時(shí)A相紅外圖譜與避雷器內(nèi)部閥片受潮特征相同，A、B兩相溫差為37 K，初步認(rèn)定為A相避雷器內(nèi)部進(jìn)水受潮引起本體發(fā)熱異常，屬于電壓致熱型缺陷。

1.1.2 帶電檢測(cè)泄漏電流

圖1 故障避雷器紅外圖譜

圖2 故障避雷器可見(jiàn)光照片

接著對(duì)避雷器的泄漏電流進(jìn)行帶電檢測(cè)，全電流和阻性電流的數(shù)值見(jiàn)表1，運(yùn)用避雷器帶電測(cè)試儀，可以看出，A相全電流嚴(yán)重偏大，已達(dá)到1 550 μA，B、C相全電流為150 μA、145 μA，阻性電流是正常運(yùn)行時(shí)的9.5倍。綜合紅外熱像測(cè)溫和泄漏電流的檢測(cè)結(jié)果分析，確認(rèn)A相避雷器內(nèi)部閥片受潮引起發(fā)熱異常，判定為危急缺陷，對(duì)其進(jìn)行停電處理，并用試驗(yàn)合格的避雷器將其替換。

表1 避雷器泄漏電流帶電測(cè)試數(shù)據(jù)μA

1.1.3 絕緣電阻和泄漏電流檢測(cè)

對(duì)該故障避雷器進(jìn)行了絕緣電阻和直流泄漏電流試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。可以看出，A相避雷器絕緣電阻和直流1 mA時(shí)的電壓U1mA嚴(yán)重降低，75%U1mA下的泄漏電流為360 μA，遠(yuǎn)大于正常狀態(tài)下閾值 50 μA。

表2 避雷器停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)

1.2 設(shè)備解體檢查

對(duì)A相避雷器進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部受潮嚴(yán)重，有清晰的水跡，如圖3所示。受潮原因是避雷器頂部套管螺栓未被擰緊出現(xiàn)松動(dòng)，避雷器本體內(nèi)進(jìn)入大量潮氣，造成內(nèi)部閥片嚴(yán)重受潮，如圖4所示。

圖3 避雷器內(nèi)部閥片受潮照片

圖4 避雷器頂部螺栓照片

對(duì)該A相避雷器更換后，重新對(duì)該避雷器進(jìn)行紅外測(cè)溫工作，此時(shí)A、B、C三相溫度分別為3.1℃、3.1℃、2.9℃，三相溫差小于1 K。圖5和圖6分別為A相單體、三相整體避雷器的紅外圖譜和可見(jiàn)光照片?？梢钥闯?，此時(shí)三相整體避雷器溫度和溫差均在正常范內(nèi)之內(nèi)，A相避雷器受潮故障成功解決。

圖5 檢修后避雷器紅外圖譜

圖6 檢修后避雷器可見(jiàn)光照片

2 結(jié)論與建議

a） 紅外熱像技術(shù)可以得到電力設(shè)備表面的溫度場(chǎng)分布，該方法快速直接，可在設(shè)備不停電狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備過(guò)熱等問(wèn)題，為檢修工作提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。

b） 避雷器泄漏電流和絕緣電阻能客觀反映出設(shè)備的絕緣程度，綜合多種檢測(cè)技術(shù)來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)避雷器的潛伏性缺陷，通過(guò)及時(shí)處理保證電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

c） 避雷器在出廠裝配過(guò)程中要嚴(yán)格執(zhí)行工藝管控制度，各處螺栓等固定部件要緊固，運(yùn)輸過(guò)程中盡量避免震蕩沖擊等情況。