兩起避雷器泄漏電流帶電檢測異常分析及運檢建議

張 宏

（國網(wǎng)冀北電力有限公司秦皇島供電公司，河北 秦皇島 066000）

避雷器是一種用于保護電氣設(shè)備免受高瞬時過電壓危害并限制續(xù)流時間和續(xù)流幅值的電器，在變電站穩(wěn)定運行中起著關(guān)鍵作用。特別是對于關(guān)鍵節(jié)點避雷器運行狀態(tài)監(jiān)測，是變電站運維檢修的重要工作。實際工作中，運檢人員通過每年雷雨季節(jié)前對避雷器進行泄漏電流帶電檢測，分析其運行中持續(xù)電流及各分量并與歷史值進行比對，可比較準(zhǔn)確地掌握避雷器運行狀態(tài)。并根據(jù)相關(guān)規(guī)程及時檢測評估，更換缺陷避雷器，避免了故障的擴大[1]。

1 情況介紹

1.1 例行帶電檢測發(fā)現(xiàn)C相泄漏電流異常

2018年3月檢測人員在對某220 kV 變電站進行避雷器泄漏電流帶電檢測時發(fā)現(xiàn)110 kV 1 母線間隔避雷器C 相泄漏電流數(shù)據(jù)異常，并與歷史數(shù)據(jù)進行比較，試驗數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 某220 kV變電站110 kV 1母線間隔

該間隔避雷器型號為HY10W7-102/266，出廠日期為2009 年11 月，投運日期為2010 年10 月。分析表1數(shù)據(jù)，C相避雷器泄漏電流明顯大于A相和B相，并且C 相避雷器全電流有效值Ix相比初始值增加87%，阻性電流峰值Irp相比初始值增加252%。根據(jù)《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》規(guī)定“運行電壓下的全電流、阻性電流或功率損耗測量值與初始值比較，不應(yīng)有明顯變化，當(dāng)阻性電流增加50%（與初始值比較）時，應(yīng)適當(dāng)縮短監(jiān)測周期，當(dāng)阻性電流增加100%時，必須停電檢查，進行直流試驗”。由此判斷C相避雷器存在異常缺陷，推測為內(nèi)部閥片老化受潮導(dǎo)致。

1.2 退出運行后進行停電試驗

將該間隔避雷器停電轉(zhuǎn)檢修，進行停電試驗，數(shù)據(jù)如表2 所示。C 相避雷器U1mA電壓比初值減小21.6%，遠超出規(guī)程5%注意值，0.75U1mA電壓下泄漏電流遠超規(guī)程要求“初值差不大于30%或小于50 μA”。初步判斷C相避雷器進水受潮。

表2 異常間隔避雷器停電試驗數(shù)據(jù)

試驗人員對該站110 kV1 母線間隔避雷器分別進行了帶電檢測和停電試驗，各項試驗數(shù)據(jù)均遠超過規(guī)程注意值要求，應(yīng)立即退出運行并進行更換。

當(dāng)前，通過帶電檢測避雷器運行狀態(tài)下泄漏電流全電流、阻性電流測量可以有效評估避雷器的運行狀態(tài)，對于長期運行在室外條件下的避雷器可及時地發(fā)現(xiàn)內(nèi)部受潮和內(nèi)部閥片老化缺陷。

2 事故過程

2.1 帶電檢測

2018年11月檢測人員對110 kV某變電站進行避雷器泄漏電流例行帶電檢測，該站110 kV進線、開關(guān)和母線均為 GⅠS 設(shè)備。在對進線#1 線路GⅠS 用三相共箱避雷器檢測前發(fā)現(xiàn)：A 相泄漏電流監(jiān)測表指針不起且處于“0”位，C相避雷器泄漏電流指針示數(shù)明顯大于B相，現(xiàn)場如圖1所示。

圖1 某110 kV變電站110 kV進線#1線路GIS用避雷器泄漏電流監(jiān)測表異常

該GⅠS 進線間隔避雷器型號為Y10WF4-102/266B，2017 年 2 月出廠，2017 年 9 月投運，從投運到發(fā)現(xiàn)缺陷僅一年多。后對其進線泄漏電流帶電檢測，發(fā)現(xiàn)該間隔避雷器C 相全電流有效值與初值比增加19%，阻性電流峰值與初值比增加39%，本次及歷次測試數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 某110 kV 變電站110 kV 進線#1 線路GIS 用避雷器泄漏電流帶電檢測歷次數(shù)據(jù)

2.2 復(fù)測排除測量誤差干擾

由于該避雷器僅運行1 年，且在GⅠS 間隔內(nèi)，近乎為新設(shè)備，出現(xiàn)這樣的避雷器泄漏電流異常情況較為少見，為排除泄漏電流監(jiān)測表干擾，檢測人員在廠家現(xiàn)場見證下，拆除A 相監(jiān)測表后，測試A相泄漏電流數(shù)值仍為0，判斷A 相避雷器內(nèi)部存在缺陷。分別用兩種檢測儀器對C相避雷器進行復(fù)測，測試結(jié)果均與上次試驗值一致，初值差超標(biāo)。兩種檢測儀器復(fù)測情況如表4所示。

表4 排除監(jiān)測表異常及兩種儀器復(fù)測數(shù)據(jù)

2.3 異常避雷器間隔返廠檢查及分析

該異常避雷器間隔返廠拆解后發(fā)現(xiàn)：A相避雷器尾部引流線過長，形成弧形打彎后慢慢變形后接觸到了C相避雷器閥片上。由于GⅠS中的避雷器閥片是裸漏在GⅠS艙內(nèi)SF6氣體中，因此A相引流線接觸到C相裸漏避雷器閥片后將A相泄漏電流全部引至C相，造成A 相監(jiān)測表被旁路，泄漏電流檢測表指針處于“0”位，而C相避雷器因為A相避雷器泄漏電流的引入疊加，造成C相泄漏電流增加，監(jiān)測表指針指示異常偏大，并非C相避雷器本體閥片受潮老化。

2.4 GIS用避雷器泄漏電流異?？偨Y(jié)

綜上所述，本起避雷器泄漏電流異常不是常見的避雷器本體閥片受潮老化等質(zhì)量問題，而是該GⅠS用避雷器在生產(chǎn)安裝之初，設(shè)計和工藝沒有考慮周全，存在制作隱患缺陷，僅一年時間就形成了故障。以往通過避雷器帶電檢測泄漏電流全電流和阻性電流發(fā)現(xiàn)的缺陷多為室外空氣絕緣單支避雷器。本次發(fā)現(xiàn)的泄漏電流異常避雷器為GⅠS 設(shè)備用三相共箱氧化鋅避雷器，這表明GⅠS 設(shè)備避雷器也不是完美的，也需要加強監(jiān)測。同時，在GⅠS 出廠之前就應(yīng)加強與廠家的溝通交流，防止再次出現(xiàn)此類問題。

3 避雷器的帶電檢測經(jīng)驗和運檢建議

本文通過查詢文獻并總結(jié)，并結(jié)合實際工作，提出以下帶電檢測經(jīng)驗和運檢建議：

對于檢查避雷器性能，帶電檢測要比停電試驗更加直接，方便，經(jīng)濟高效。

紅外熱像檢測直觀高效，對避雷器受潮缺陷有很好的效果，尤其是對于不適合近距離檢測的避雷器。而且，電壓等級越高的避雷器，紅外熱像帶電檢周期要求更加頻繁和嚴格。文獻[3]就通過紅外熱像檢測發(fā)現(xiàn)了異常，并通過泄漏電流帶電檢測進行了印證，通過兩種技術(shù)手段相互印證，確定了避雷器存在內(nèi)部受潮故障并進行了及時更換。因此，運檢人員要提高紅外熱像檢測專業(yè)化程度，并及時對避雷器紅外熱像檢測圖譜的臺賬進行準(zhǔn)確維護，進行歷史縱向比較分析[3]。

現(xiàn)在部分單位紅外熱像由運維人員日常巡視完成，泄漏電流檢測由檢修試驗人員完成。檢修試驗人員需要長途驅(qū)車奔赴所有站進行普測，不僅經(jīng)濟性差，時效性也比較差。特別是當(dāng)運維巡視發(fā)現(xiàn)有異常時，再需要檢修試驗人員去距離較遠的現(xiàn)場進行泄漏電流檢測驗證。這種情形不利于缺陷的及時確定和排除，應(yīng)根據(jù)各站地理位置和人員實際情況，將泄漏電流檢測工作移交給運維巡視人員，提高避雷器運行維護的時效性和經(jīng)濟性。

根據(jù)文獻[4]的檢測經(jīng)驗，對于瓷瓶式的避雷器，有條件情況下可以運用超聲探傷技術(shù)進行檢測，作為其他避雷器帶電檢測技術(shù)的補充。同時，應(yīng)不斷提高避雷器泄漏電流、紅外熱像、紫外成像等多種帶電檢測技術(shù)的綜合運用。

進行避雷器泄漏電流數(shù)值歷史值比對時，應(yīng)充分考慮溫度因素。文獻[5]給出了避雷器阻性電流與溫度一定關(guān)系，當(dāng)溫度比較相差較大時應(yīng)進行溫度修正。

做停電直流試驗需要拆除避雷器高壓接頭，應(yīng)盡可能不拆除避雷器高壓端固定螺栓，防止頻繁拆卸避雷器高壓端導(dǎo)致固定螺栓與密封部分有縫隙進入潮氣，導(dǎo)致內(nèi)部閥片逐步受潮。在對避雷器本體、底座等進行外觀檢查的同時，也要重視對在泄漏電流監(jiān)測表的檢查，并及時進行升級更換。

不能放松對GⅠS用內(nèi)置避雷器的運行情況監(jiān)測，并且應(yīng)將注意節(jié)點前移，在GⅠS 出廠之前加強與廠家的溝通交流，嚴格執(zhí)行現(xiàn)場見證關(guān)鍵環(huán)節(jié)，監(jiān)督制作工藝，防止再次出現(xiàn)此類問題。