避雷器全電流及阻性電流帶電測試數據異常分析與研究

王強 梁永偉 蔣子豪 孫曉剛

【摘?要】金屬氧化鋅避雷器是保證變電站設備安全平穩運行的重要保護設備之一，它在運行中發生受潮、老化以及受熱沖擊破壞后發生故障從而導致嚴重事故，影響變電站的安全運行。由于變電站持續運行時間，停電檢修機會少。而通過對運行避雷器全電流及阻性電流的在線監測的數據分析，可以有效發現避雷器內部缺陷，將大大提高避雷器的運行可靠性。

【關鍵詞】避雷器;帶電測試;分析;研究

引言

隨著金屬氧化鋅避雷器在變電站中的廣泛應用，避雷器的穩定安全運行成為了電網維護的重要環節。所以，對避雷器的帶電檢測數據進行分析也尤其重要。

1 避雷器在線監測技術

避雷器絕緣監測裝置用以監測避雷器泄漏電流的全電流、阻性電流及避雷器動作次數。

其中基波法具有以下優點：基波法是采用數字濾波技術及模擬濾波技術從采集到的避雷器末屏泄露總電流中找出阻性電流的基波部分，并根據阻性電流來判斷避雷器的絕緣狀況。

2 避雷器帶電檢測數據異常案例

2.1昌吉換750KV交流設備在線數據異常

2.1.1案例經過

2019年4月17日18時07分，昌吉換流站7102斷路器、7103斷路器斷路器跳閘，故障相C相，故障電流24.589KA，現場檢查750KV昌彩二線C相避雷器壓力釋放通道口處噴開、表計炸裂。

2.1.2避雷器在線數據分析

昌彩二線避雷器A相和C相的全電流和阻性電流數據曲線完全一致，后臺數據也一致。A、C相都存在故障，然而實際情況是故障相為C相，A相為正常相，所以綜合判斷昌彩二線避雷器A相和C相同時上傳的都是故障相C相的數據。

（3）綜上所述，可將昌彩二線避雷器C相缺陷發展分為6各階段進行分析。

①正常階段：設備投運--2019年03月06日，該階段設備運行正常，全電流和阻性電流未見明顯增長。

②隱患發展階段：該階段避雷器全電流開始明顯增長，全電流波形開始畸變，出現尖峰，并于4.15日11時達到4.5的系統報警值。

③突變階段：該階段避雷器已明顯劣化，全電流開始急速增加，波形進一步畸變，電流出現持續增大情況。

④擊穿點：2019年04月17日18時07分避雷器C相擊穿，吉換流站7102斷路器、7103斷路器跳閘，故障電流24.589KA，現場檢查750KV昌彩二線C相避雷器壓力釋放通道口處噴開、表計炸裂。

⑤擊穿后：此時該間隔實際已停電，C相避雷器監測器傳感器燒損，擊穿電流導致該間隔避雷器IED死機，造成該階段在設備停電時，后臺仍然重復上傳數據擊穿前一刻的數據。

⑥IED恢復：避雷器在線監測裝置IED恢復，此時該間隔已停電，數據正常上傳為0。

（4）對昌彩二線全電流數據分析：

縱向分析：比較昌彩二線C相投運以來全電流數據，發現該相數據在2019年04月14日達到4.046mA，較投運時增加了20%，此時應縮短檢測周期，并輔以紅外測溫等其他帶電檢測手段加強監測，必要時應停電處理;

橫向分析：剛投運時，該間隔三相數據大致相同，但隨著時間推移C相數據開始增加明顯增加，而正常相B相數據未見明顯變化，判斷該相避雷器存在缺陷應盡快停電處理。

昌彩二線C相全電流數據在2019年04月15日前應縮短檢測周期，并輔以紅外測溫等其他帶電檢測手段加強監測，建議在該階段盡快停電處理。

2.1.3綜合分析

該避雷器帶電時間不足7個月，懷疑主要為該臺避雷器出廠就存在密封不良等質量缺陷，隨著設備帶電運行，避雷器閥芯在帶電后加速劣化，

綜上所述，造成該相避雷器擊穿的原因可能主要是設備出廠本身就存在密封不良等缺陷，加之該站旁邊有大型水庫，空氣濕度較大，設備帶電運行后閥芯受潮劣化，潮氣侵入避雷器內部，致使內部電阻片、絕緣桿等受潮，各方面因素疊加最后導致避雷器擊穿。

2.2五家渠750kV變電站避雷器全電流增長

2.2.1 案例經過

2019年7月3日，試驗人員在巡視750kV五家渠變避雷器在線監測數據時，發現1號主變壓器750kV側A、B相、3號主變壓器750kV側C避雷器在線監測全電流數據超過4.0mA的報警值，分別為：4.005mA（5.07）、4.019mA（4.99）、4.009mA（4.94），（2018年12月投運）均存在不同程度的增加，阻性電流未見明顯增長。

2.2.2設備基本信息

五家渠變共24只750kV避雷器，其中6只為750kVGIS母線避雷器，其余18只為敞開式布置結構。

6只750kVGIS母線避雷器，設備廠家：平高東芝（廊坊）避雷器有限公司，型號：Y20WF2-600/1380，2019年3月重新投運。

2.2.3發現的問題

現有的36只750kV復合外套金屬氧化物避雷器，其中塔城18只，生產廠家為：平高東芝（廊坊）避雷器有限公司;五家渠18只，生產廠家為：南陽金冠電氣有限公司。

結合塔城變和五家渠全電流趨勢圖發現：

（1）避雷器的全電流隨著季節溫度變化，總體呈現冬季溫度低，避雷器泄漏電流小;夏季溫度高泄漏電流大的趨勢。

（2）對比五家渠和塔城變數據發現，五家渠變全電流整體約為4.3mA～5mA，塔城變數據約為1.5mA～1.75mA，2.2.4原因分析

（1）造成避雷器泄漏電流隨季節變化呈現冬季小、夏季大的趨勢，主要是原因是避雷器的氧化鋅閥片的阻值隨溫度而變化。夏季氧化鋅閥片的電阻值隨溫度的升高電阻減小，泄漏電流增大;冬季溫度降低電阻值增大，泄漏電流減小。

（2）造成五家渠避雷器全電流大于塔城變避雷器全電流的原因除了設備廠家和型號的不同外，最大的原因是兩個站的避雷器內部的結構不同，即常規單柱式結構避雷器的只有一個閥柱，泄漏電流Ie，并聯三柱式結構避雷器，泄漏電流應為3*Ie，發現同時期五家渠變避雷器泄漏電流約為塔城變的3倍，符合該結論。

3 總結

由此可見，避雷器帶電測試可以不停電測試，通過對數據的分析判斷，了解氧化鋅避雷器的運行狀況，是對氧化鋅避雷器有效的一種檢測手段。

參考文獻：

[1]楊培功.ZnO避雷器發生故障的判斷方法[J].山西電力，2016.

[2]王秉鈞.金屬氧化物避雷器[M].北京：中國電力出版社，2006.

（作者單位：國網新疆檢修公司）