某500k V變電站罐式避雷器投運后異常的分析

苗 淞 王 璐

（1.山東網(wǎng)源電力工程有限公司 2.臨沂超越電力建設(shè)有限公司）

1 異常概述

某500kV變電站投運后，變電運維人員對設(shè)備進行巡視，發(fā)現(xiàn)＃3主變220kV側(cè)罐式避雷器有明顯的異響聲，隨即進行帶電檢測，超聲波檢測及特高頻檢測均發(fā)現(xiàn)異常信號，超聲波檢測有效值69.3mV，峰值128mV，頻率成分一（50Hz）小于頻率成分二（100Hz），如圖1所示。特高頻檢測PRPD呈雙峰特征，PRPS為兩簇放電信號，如圖2所示。同時測量到罐式避雷器內(nèi)部SF6氣體成分SO2：2.1μL／L。

圖1 超聲波檢測異常信號

圖2 特高頻檢測異常信號

次日，變電運維人員復(fù)測時發(fā)現(xiàn)＃1主變220kV側(cè)A相罐式避雷器同樣有明顯的異響聲，超聲波檢測及特高頻檢測均發(fā)現(xiàn)異常信號，超聲波檢測有效值69.3mV，峰值128mV，頻率成分一（50Hz）小于頻率成分二（100Hz），如圖3所示。特高頻檢測PRPD呈雙峰特征，PRPS為兩簇放電信號，如圖4所示。測量罐式避雷器內(nèi)部SF6氣體無分解物。

圖3 超聲波檢測異常信號

圖4 特高頻檢測異常信號

隨即變電運維人員對上述異常設(shè)備進行停電處理，廠家人員對異常罐式避雷器進行了緊急更換。更換完畢后，送電檢查運行正常。為查找到準確原因，將＃1主變220kV側(cè)罐式避雷器返廠進行解體檢查分析，將＃3主變220kV側(cè)罐式避雷器交于第三方檢測廠家進行解體檢查分析。

2 試驗、解體、檢查

2.1 內(nèi)部氣體參數(shù)試驗

廠家人員將＃1主變220kV側(cè)A相罐式避雷器返廠進行SF6氣體純度、微水含量測試，如圖5、圖6、表1所示。

圖5 SF6氣體純度測試

圖6 SF6氣體微水含量測試

表1 SF6氣體純度測試數(shù)據(jù)及微水含量測試數(shù)據(jù)（溫度：18.9℃，相對濕度：65%）

2.2 電氣參數(shù)測試

水分合格后，充入SF6氣體至0.35MPa，測試U2mA.AC工頻參考電壓、持續(xù)運行電壓下全電流值、阻性電流值、局部放電量，如圖7、表2所示。解體后測試芯組直流參考電壓、75%直流參考電壓下漏電流，數(shù)據(jù)見表3。

圖7 0.35MPa時電氣測試

表2 0.35MPa時電氣測試數(shù)據(jù)（溫度：18.9℃，相對濕度：65%）

表3 解體后電氣測試數(shù)據(jù)（溫度：18.9℃，相對濕度：65%）

2.3 解體檢查

廠家人員將＃1主變220kV側(cè)A相罐式避雷器回收SF6氣體至負壓，再充入高純氮氣至常壓。在通風良好的環(huán)境下打開避雷器的頂蓋板，檢查導電棒、屏蔽罩、芯組狀態(tài)，罐體內(nèi)壁狀態(tài)，盆式絕緣子表面狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)導電棒有偏心現(xiàn)象，如圖8所示。拆解豎向?qū)щ姲?，檢查導體與芯組接觸面，發(fā)現(xiàn)有放電痕跡，如圖9所示。拆解均壓屏蔽罩，檢查芯組連接狀態(tài)、低壓連線表面狀態(tài)，均無異常。拆解芯組，檢查電阻片外觀狀態(tài)，均無異常。

圖8 常壓高純氮氣狀態(tài)下導電棒有偏心現(xiàn)象

圖9 導電棒有放電痕跡

2.4 第三方檢測

第三方檢測人員將＃3主變220kV側(cè)B相罐式避雷器充SF6氣體至0.35MPa，施加電壓至58.8kV時出現(xiàn)局部放電，呈懸浮放電特征，60kV時測得放電量超過20000pC，如圖10所示。

圖10 對比試驗放電數(shù)據(jù)

隨即第三方檢測人員將＃3主變220kV側(cè)B相罐式避雷器進行解體，檢查盆式絕緣子連接的導電棒緊固完好，均壓屏蔽罩、彈簧座與芯體連接完好，芯體緊固與狀態(tài)完好。插入屏蔽座的導電桿偏心，該導電桿上距離端部1cm處存在放電痕跡，彈簧座內(nèi)壁的對應(yīng)位置也存在放電痕跡。

3 異常情況原因分析

從＃1主變220kV側(cè)A相罐式避雷器和＃3主變220kV側(cè)B相罐式避雷器解體檢查結(jié)果，初步分析該異常放電的可能原因如下。

因芯組裝配過程中存在垂直度誤差（見圖11），導電棒插入屏蔽座內(nèi)孔后出現(xiàn)偏心（見圖12），與導電棒接觸的滑塊傾斜，形成點線接觸，在工頻電流震動下與導電棒形成小間隙，出現(xiàn)小間隙放電（見圖13）。

圖11 芯組垂直度存在誤差

圖12 導電棒插入屏蔽座后出現(xiàn)偏心

圖13 滑塊傾斜出現(xiàn)小間隙

由于導電棒偏心，距離屏蔽座較近，此處形成的小間隙在導電棒與滑塊之間放電時也出現(xiàn)放電。放電引起滑塊震動，在屏蔽座內(nèi)的音響效應(yīng)和避雷器外殼的音響效應(yīng)下，發(fā)出異常響聲。解體檢查的另外4臺罐式避雷器均無異常，確定該2臺罐式避雷器屬于生產(chǎn)過程中裝配誤差的個案。

4 結(jié)束語

該500kV變電站更換的6臺罐式避雷器已帶電，現(xiàn)場監(jiān)測5天無異常，經(jīng)排查已更換的6臺罐式避雷器生產(chǎn)過程記錄、出廠試驗記錄，產(chǎn)品生產(chǎn)過程尺寸誤差、參數(shù)合格，設(shè)備可長期可靠運行。本案例綜合運用了帶電檢測技術(shù)，通過紅外測溫檢測、局部放電檢測（超聲波檢測、特高頻檢測）以及內(nèi)部氣體成分檢測，全面、準確地發(fā)現(xiàn)罐式避雷器內(nèi)部發(fā)生懸浮放電現(xiàn)象，成功避免因設(shè)備發(fā)生懸浮放電而產(chǎn)生的跳閘事故，及時消除安全隱患，確保人身、電網(wǎng)和設(shè)備的安全。