氧化鋅避雷器的檢修和常見故障處理

摘要：隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們對電力設備的平穩(wěn)運行有了更高的要求，特別是氧化鋅避雷器?；诖朔N背景下，必須了解氧化鋅避雷器的常見故障，通過各種試驗明確具體故障部位并進行檢修處理，進而保證電力設備的質(zhì)量，充分發(fā)揮其作用，從而為變電站更好的運行提供有力保障。

關鍵詞：氧化鋅;避雷器;故障;檢修

1氧化鋅避雷器的常見故障分析

氧化鋅避雷器電阻閥片的作用與由電阻、電容共同構(gòu)成的混聯(lián)電路相同。在處于正常運行電壓情況下，氧化鋅避雷器的持續(xù)泄漏電流主要由非線性阻性分量與線性容性分量構(gòu)成，而阻性電流則在總泄漏電流中占據(jù)10%-20%的比例，主要有絕緣支撐件泄漏、閥片沿面泄漏與自身非線性電阻分量及瓷套內(nèi)外表面沿面泄漏等。在長期工頻電壓與天氣變化的作用下，金屬氧化鋅避雷器主要會出現(xiàn)兩種問題，即閥片受潮與老化。例如，在受潮后阻性電流分量會提高閥片的溫度，并產(chǎn)生有功損耗，極易出現(xiàn)避雷器損壞或爆炸等問題，進而出現(xiàn)大面積停電的事故。

1.1氧化鋅避雷器受潮

由于空氣中的水蒸氣導致避雷器受潮引起的損壞屬于最常見的原因，此時會出現(xiàn)兩種現(xiàn)象：電流泄漏量增加和避雷器內(nèi)部出現(xiàn)微光閃爍。出現(xiàn)以上故障的主要原因可能是：避雷器組裝原因和避雷器密封原因。而最有可能造成這兩個原因的是，由于廠商組裝環(huán)境不符合要求或者密封不嚴;避雷器的工作環(huán)境：由于避雷器長時間運行或者是電壓過大，導致周邊環(huán)境溫度不斷升高，產(chǎn)生水蒸氣并不斷向外擴散，最終引起氧化鋅避雷器內(nèi)部出現(xiàn)閃爍。此時，由于受潮產(chǎn)生的這種故障會出現(xiàn)以下現(xiàn)象：水蒸氣導致內(nèi)部出現(xiàn)鐵屑腐蝕、微光閃爍出現(xiàn)放電痕跡、電流監(jiān)控裝置顯示泄露電流量過大。

1.2閥片老化

在長期的運行過程中，金屬氧化鋅避雷器會持續(xù)流過工頻電流，如果部分閥片的均一性較差或者是老化特性不好，那么電位的分布就會不均勻。在一段時間的運行之后，一些閥片會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，這樣不但會降低金屬氧化鋅避雷器的參考電壓，增加功率損耗與阻性電流，還會促進惡性循環(huán)的形成，并使金屬氧化鋅避雷器整體出現(xiàn)老化現(xiàn)象。在具體的事故中，閥片老化的表現(xiàn)是閥片上存在通流痕跡，并且兩端的噴鋁面上會因大電流通過而出現(xiàn)放電斑痕。針對避雷器閥片老化問題，除了要求廠家改進生產(chǎn)工藝，提高閥片的均一性外，還要在設計選型時選擇具有足夠的額定電壓和持續(xù)運行電壓的避雷器。與此同時，在具體巡視過程中，工作人員不但要加大對避雷器的檢查力度，看其是否存在閃絡或破損情況，還應對避雷器泄漏電流實際數(shù)值進行抄取，并將這一數(shù)據(jù)和初始值對比，如果數(shù)值較大，則應該及時上報并做好相應處理。

2氧化鋅避雷器故障的分析與檢修

2.1數(shù)據(jù)分析

2.1.1缺陷概述

以紅外測溫的方式檢測某110kV變電站，發(fā)現(xiàn)其408線路的C相避雷器存在溫度異常問題。這一避雷器的型號是YH5WZ—51/134，是由某公司在7月制造，并在同年11月投入運行。

2.1.2紅外測溫分析

通過相關測試，可以得到408線路C相避雷器的精確紅外測溫圖譜，由這一圖譜可知，C相最高溫度是26.2℃，B相最高溫度是25.2℃;同時，C相避雷器上部和底部間也存在溫差，上部最高溫度是25.8℃，下部最高溫度是26.5℃。由此可以判斷該避雷器發(fā)熱異常。

2.1.3阻性電流、持續(xù)泄漏電流分析

要想對缺陷原因進一步確定，還應該對阻性電流與持續(xù)泄漏電流進行測試。測試結(jié)果顯示，相較于A相與B相，C相避雷器的阻性電流與持續(xù)泄漏電流更大，通過對比2016年6月20日和2016年3月27日阻性電流數(shù)據(jù)可知，其阻性電流提高了9.13倍。因此可以判定這一氧化鋅避雷器內(nèi)部的閥片出現(xiàn)了老化或是受潮問題，應及時對其進行更換。測試部分數(shù)據(jù)如下：2016年3月27日的溫度是15℃，C相阻性電流是0.015，持續(xù)泄漏電流是0.179，判斷其合格;A相阻性電流是0.019，持續(xù)泄漏電流是0.198，判斷其合格。2016年6月20日的溫度是26℃，B相阻性電流是0.015，持續(xù)泄漏電流是0.183，判斷其合格;C相阻性電流是0.137，持續(xù)泄漏電流是0.429，判斷其不合格。

2.1.4停電試驗分析

（1）直流漏電與絕緣電阻試驗。在停電條件下測試氧化鋅避雷器的直流泄漏與絕緣電阻，具體數(shù)據(jù)如下：溫度28℃、濕度61%、直流1mA電壓49.6kV、75%直流1mA電壓的泄漏電流是370.9μA、主絕緣電阻是70MΩ、底座絕緣電阻是430MΩ。而初始數(shù)據(jù)如下：溫度17℃、濕度70%、直流1mA電壓78.3kV、75%直流1mA電壓的泄漏電流是13μA、主絕緣電阻是100000MΩ、底座絕緣電阻是8000MΩ。將這一測試數(shù)據(jù)和初始數(shù)據(jù)進行對比發(fā)現(xiàn)，直流泄漏在直流1mA電壓條件下的數(shù)值相差了-36.7%，75%直流1mA電壓的泄漏電流則是其初始值的28.53倍，而絕緣電阻下降。因此，可以判定氧化鋅避雷器的絕緣已經(jīng)損壞，內(nèi)部的閥片出現(xiàn)老化或受潮問題。

（2）紅外診斷分析。要想對氧化鋅避雷器的缺陷位置進行明確，還應展開紅外測溫試驗。試驗結(jié)果如下：氧化鋅避雷器整體溫度分布并不均勻，底部與中間部分發(fā)熱現(xiàn)象嚴重，通過分析認為，發(fā)熱部分閥片應該完好，而溫度比較低部位閥片則可能已經(jīng)損壞了。得出這一結(jié)論的原因是在運行電壓作用下，如果內(nèi)部閥片損毀，那么閥片處已經(jīng)導通，無法達到分壓目的;而正常閥片則需要對整個工作電壓進行承擔，在運行電壓作用下，發(fā)熱是其主要表現(xiàn)。

（3）伏安特性試驗。在詳細分析試驗數(shù)據(jù)的基礎上得出如下結(jié)論：在電壓高于20kV時，408線路的C相避雷針電流會大幅度增加，伏安特性呈線性特點;A相避雷器則呈現(xiàn)出非線性特點，并且在電壓達到70kV才出現(xiàn)拐點。該試驗表明，在過電壓沖擊下，408線路的C相避雷器已經(jīng)被擊穿并出現(xiàn)了接地故障，應該及時處理。

2.2解體情況分析

以解體的方式檢查氧化鋅避雷器，并從上到下對其閥片進行編號，發(fā)現(xiàn)該閥片存在開裂與受潮缺陷。通過測量每一個閥片絕緣電阻值并對比可知，低絕緣電阻的閥片不存在發(fā)熱現(xiàn)象，而較高絕緣電阻的閥片則發(fā)熱現(xiàn)象嚴重。測試具體數(shù)值如下：編號1閥片絕緣電阻值是303MΩ、編號2閥片絕緣電阻值是85MΩ、編號三閥片絕緣電阻值是709MΩ……編號15閥片絕緣電阻值是1200MΩ。同時，對避雷器的底座進行解體后發(fā)現(xiàn)，其金屬部件存在嚴重銹蝕問題。

3結(jié)語

綜上，分析氧化鋅避雷器的故障具有重要意義。因此必須了解避雷器故障類型，通過紅外測溫及停電試驗等方式，明確具體故障部位，并通過更換等方式進行檢修處理，及時排除安全隱患，從而促進變電站安全、穩(wěn)定運行。

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作者簡介：馬慧斌（1980.2），男，寧夏固原人，寧夏大學電氣工程自動化本科，研究方向：電氣工程自動化。