35kV氧化鋅避雷器紅外檢測(cè)異常分析

李星宇 陳通 吳凱 李洋洋

摘 要 避雷器是維護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定的保護(hù)設(shè)備之一，氧化鋅避雷器因?yàn)閮?yōu)勢(shì)特點(diǎn)明顯，是目前發(fā)展階段中系統(tǒng)的主流保護(hù)設(shè)備。本文以一起典型的氧化鋅避雷器故障作為案例進(jìn)行分析，合理解決產(chǎn)生的故障，保障了系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。以下觀點(diǎn)僅供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 氧化鋅避雷器;高壓試驗(yàn)技術(shù);故障處理

引言

電力系統(tǒng)中紅外測(cè)溫診斷技術(shù)能通過非接觸方式檢測(cè)設(shè)備溫升，診斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，具有簡(jiǎn)便、安全、實(shí)時(shí)、直觀等特點(diǎn)。通過熱成像分布可準(zhǔn)確判斷內(nèi)部缺陷具體部位，消滅事故隱患于萌芽中。目前針對(duì)避雷器、電壓互感器、耦合電容器等電壓致熱型設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修、周期性普測(cè)，并根據(jù)負(fù)荷、季節(jié)等變化重點(diǎn)跟蹤測(cè)試[1]。

1氧化鋅避雷器簡(jiǎn)介

（1）避雷器的作用

避雷器的作用是限制過電壓以保護(hù)電氣設(shè)備。避雷器就是在線路或設(shè)備上人為地制造絕緣薄弱點(diǎn)即間隙裝置，間隙的擊穿電壓比線路或設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平低，在正常運(yùn)行電壓下間隙處于隔離絕緣狀態(tài)，在過電壓下間隙被擊穿接地，放電降壓起到保護(hù)線路或設(shè)備絕緣的作用。

（2）氧化鋅避雷器工作原理

氧化鋅避雷器結(jié)構(gòu)上是若干片氧化鋅閥片壓緊密封在避雷器瓷套內(nèi)，氧化鋅閥片具有非常優(yōu)異的非線性特性，在較高電壓下電阻很小很小，可以泄放大量雷電流，殘壓很低，在電網(wǎng)運(yùn)行電壓下電阻很大，泄漏電流只有50～150μA，電流很小，可視為無工頻續(xù)流，它對(duì)雷電幅值同樣有限壓作用，防雷保護(hù)功能完全是其突出優(yōu)點(diǎn)。

2故障經(jīng)過

國(guó)網(wǎng)江蘇電力公司220kV某變電站35kV正母線、副母線線氧化鋅避雷器（型號(hào)：YH5WZ—54/134W）于2015年3月投運(yùn)。按照試驗(yàn)周期規(guī)定，截至2018年底，該氧化鋅避雷器每年進(jìn)行例行試驗(yàn)（停電）和帶電（不停電）測(cè)試試驗(yàn)，均未發(fā)現(xiàn)異常[2]。

2019年7月18日，在紅外精確測(cè)溫過程中，工作人員發(fā)現(xiàn)220kV某變電站35kV正母線氧化鋅避雷器A相、B相，以及35kV副母線氧化鋅避雷器B相溫度異常。存在異常的三只避雷器紅外圖像存在明顯亮區(qū)，氧化鋅避雷器通體發(fā)熱，色差梯度較大，具有典型的氧化鋅避雷器發(fā)熱特征，溫差分別為：35kV正母線氧化鋅避雷器A相1.9K、B相2.1K，35kV副母線氧化鋅避雷器B相1.6K。根據(jù)熱相特征判斷屬于電壓致熱型缺陷，按照DDT664--2016帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范中的規(guī)定，屬于嚴(yán)重以上等級(jí)的缺陷。為了確認(rèn)設(shè)備缺陷和防止誤判，立即申請(qǐng)對(duì)該氧化鋅避雷器進(jìn)行停電測(cè)試。從測(cè)試數(shù)據(jù)分析判斷、確認(rèn)了該設(shè)備缺陷的存在。2019年7月19日，此站35kV正母線、副母線停電，對(duì)35kV正母線、副母線氧化鋅避雷器進(jìn)行了更換。通過對(duì)故障氧化鋅避雷器的高壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析，確認(rèn)該氧化鋅避雷器內(nèi)部受潮，致使絕緣強(qiáng)度降低、泄漏電流增大，引起發(fā)熱。對(duì)更換的氧化鋅避雷器在其運(yùn)行24h后再次進(jìn)行紅外測(cè)溫診斷復(fù)查，亮區(qū)消失，35kV正母線氧化鋅避雷器三相間溫差最大為0.1K，35kV副母線氧化鋅避雷器三相間溫差最大為0.2K，帶電測(cè)試氧化鋅避雷器（阻性電流）數(shù)據(jù)也在正常范圍內(nèi)，缺陷消除。

3故障分析

（1）紅外測(cè)溫診斷分析

通過紅外測(cè)溫診斷分析，判斷發(fā)熱缺陷等級(jí)?；诩t外圖譜分析可知，35kV正母線氧化鋅避雷器A相、B相，35kV副母線氧化鋅避雷B相有明顯亮區(qū)，溫度異常，發(fā)熱區(qū)域?yàn)楸芾灼髡w，形成通體發(fā)熱圖像，并且從上到下均勻分布，具有典型的氧化鋅避雷器電壓致熱型發(fā)熱特征，實(shí)測(cè)值分別為：35kV正母線氧化鋅避雷器A相33.1℃、B相33.3℃、C相31.2℃，發(fā)熱相溫差為A相1.9K、B相2.1K。35kV副母線氧化鋅避雷A相33.0℃、B相34.6℃、C相33.2℃，發(fā)熱相溫差為B相1.6K。

根據(jù)氧化鋅避雷器的工作原理，結(jié)合紅外圖譜發(fā)熱特征，判定氧化鋅避雷器缺陷為電壓致熱型缺陷。依據(jù)DL/T664--2016帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范要求，電壓致熱型設(shè)備一般定位是嚴(yán)重及以上缺陷。設(shè)備缺陷判定依據(jù)：溫差在0.5～1K為嚴(yán)重缺陷，35kV正母線氧化鋅避雷器A相溫差為1.9K，B相溫差為2.1K，35kV副母線氧化鋅避雷器B相溫差為1.6K，已超嚴(yán)重缺陷的規(guī)定，所以判定為危急缺陷，需立即停止運(yùn)行，檢修消缺[3]。

（2）設(shè)備停電試驗(yàn)分析

通過對(duì)更換下的氧化鋅避雷器進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)和直流泄漏電流試驗(yàn)，由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以判斷出35kV正母線氧化鋅避雷器A相、B相，及35kV副母線氧化鋅避雷器B相絕緣強(qiáng)度降低，直流1mA下的電壓降低且與歷史值偏差較大，泄漏電流超出標(biāo)準(zhǔn)值（50μA），該設(shè)備存在嚴(yán)重故障，初步判斷為受潮引起的氧化鋅避雷器內(nèi)部絕緣嚴(yán)重劣化。經(jīng)解體后發(fā)現(xiàn)到避雷器閥體內(nèi)部有凝露，金屬封堵片有銹蝕痕跡，證明了對(duì)缺陷原因的判斷。

避雷器更換并運(yùn)行24h后，工作人員對(duì)35kV正母線、副母線避雷器全面復(fù)查，35kV正母線氧化鋅避雷器三相間溫差最大為0.1K，35kV副母線氧化鋅避雷器三相間溫差最大為0.2K，帶電測(cè)試氧化鋅避雷器（阻性電流）數(shù)據(jù)也在正常范圍內(nèi)，缺陷消除。

4結(jié)論分析

通過對(duì)此次避雷器內(nèi)部受潮過熱缺陷分析可見，紅外測(cè)溫診斷技術(shù)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部缺陷隱患的有效手段。故障隱患判斷中再結(jié)合其他帶電檢測(cè)項(xiàng)目，能準(zhǔn)確判斷出設(shè)備隱患，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的潛伏性故障[4]。

5結(jié)束語

在日常紅外巡視過程中，不僅要針對(duì)設(shè)備接頭、接點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫，更要對(duì)電流、電壓互感器、避雷器等設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)診斷，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)和處理一些容易忽略的設(shè)備缺陷。同時(shí)要做到對(duì)紅外熱成像儀器的熟練操作，以便發(fā)現(xiàn)不易檢測(cè)的發(fā)熱缺陷。在檢測(cè)過程中也要應(yīng)用多種檢測(cè)手段綜合診斷設(shè)備內(nèi)部缺陷，以免漏判、誤判的情況發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 李瑞.氧化鋅避雷器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及其維護(hù)[D].南昌：南昌大學(xué)，2008.

[2] 吳桂林.氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2008.

[3] 李虹山，史陽.金屬氧化鋅避雷器（MOA）的在線監(jiān)測(cè)及故障診斷[J].電力監(jiān)測(cè)，2008，29（4）：28-31.

[4] 段建家，何智強(qiáng)，范敏.一起500kV金屬氧化物避雷器故障分析[J].電瓷避雷器，2014，（6）：79-83.