带电检测发现金属氧化物避雷器阻性电流异常的案例分析

刘安文，许甜田，张少成

（国网浙江省电力公司绍兴供电公司，浙江绍兴312000）

带电检测发现金属氧化物避雷器阻性电流异常的案例分析

刘安文，许甜田，张少成

（国网浙江省电力公司绍兴供电公司，浙江绍兴312000）

从金属氧化物避雷器带电检测的方法和原理出发，分析了阻性电流带电检测对避雷器进行故障诊断的有效性。结合利用带电检测手段发现的设备故障案例，通过停电试验和解体分析证实了避雷器故障的原因是密封不良造成氧化锌阀片进水受潮。验证了带电检测在避雷器绝缘诊断中的有效性，同时提出了避雷器状态检测应注意的问题。

带电检测；金属氧化物避雷器；状态检修；阻性电流

MOA（金属氧化物避雷器）因具有优异的非线性特性、通流容量大和结构简单可靠等优点，已逐步取代传统SiC避雷器。但在实际运行中，MOA的爆炸事故也时有发生，主要原因是阻性分量增大，损耗剧增，引起热崩溃。根据国家电网公司发布的Q/GDW 1168-2013《输变电设备状态检修试验规程》要求，对状态评价结论为良好的设备，其检修周期可延长至6年。随着设备检修周期的延长以及状态检修的深入开展，避雷器停电试验的机会越来越少，带电检测以及在线监测在一定程度上决定了对避雷器绝缘状况的判断。本文通过分析1例由阻性电流带电检测发现的避雷器故障案例，说明了带电检测在避雷器绝缘诊断中的有效性和重要性。

1 MOA带电检测原理

运行中的MOA在交流电压的作用下，流经的泄漏电流有2种：阻性电流和容性电流。其中阻性电流只占约5%~20%。避雷器等值电路和电压电流相量图如图1、图2所示。

图1MOA等值电路

图2 中，在工作电压U下，总泄漏电流I可以分解为阻性电流IR和容性电流IC，设U与I的相位差为φ，则各电流之间的关系为：

图2 避雷器电流相量

由式（1）、（2）可以看出，当避雷器出现老化、受潮、绝缘下降以及表面污秽等情况时，电容或电阻将发生改变，从而使参数I，IR和IC发生变化，因此，通过带电检测泄漏电流特别是阻性分量，可以反映避雷器的健康状况。

2 带电检测发现缺陷情况

2.1 带电检测数据分析

某220 kV变电站35 kV并联电容器（简称并容）间隔户外MOA型号为YH10WR-51/120，出厂日期为2011年4月，投运日期为2011年9月。依照带电检测规程要求，按既定带电检测计划，于2013年4月对该220 kV变电站实施全站设备的带电检测工作。检测过程中发现35 kV并容间隔共计4相避雷器存在全电流和阻性电流严重超标的缺陷，带电检测数据见表1。

表1 避雷器带电检测数据

以并容3E24间隔为例，检测人员发现C相检测结果较A相、B相严重偏大，其全电流有效值为1.574 mA，阻性电流峰值为1.558 mA，分别为正常相的3.63倍和55.6倍，阻性分量增加非常明显，可以初步判断避雷器内部阀片受潮。根据浙江省电力公司《基于不停电检测的氧化锌避雷器状态评价导则（试行）》，该避雷器本体部分扣分为40分，避雷器为不良状态。同时对其它3个间隔的避雷器进行带电检测，也发现存在同样缺陷。立即将该情况汇报相关部门，决定将存在问题的间隔退出运行。

2.2 停电试验数据分析

为了进一步确认避雷器内部是否存在缺陷，对存在问题的避雷器进行了停电试验。以并容3E24间隔避雷器为例，试验结果见表2。

表2 并容3E24间隔避雷器停电试验数据

从表2的试验数据可以看出，C相避雷器内部存在严重的绝缘不良状况，结合带电检测时避雷器全电流、阻性电流数值综合判断，可以确定其内部存在严重缺陷。

2.3 解体分析

根据带电检测和停电试验数据得出的结论，决定对C相避雷器进行解体检查。首先进行外观检查，发现外绝缘良好，但顶盖与外绝缘密封处存在间隙，且顶盖存在锈蚀痕迹。

将硅橡胶外绝缘剥离后，检查硅橡胶套内部和玻璃钢筒体外部有无受潮痕迹。

将玻璃钢筒体上部锯断后，发现上部压紧弹簧以及与该弹簧接触的上法兰内表面有部分锈蚀，见图3。

图3 法兰内表面锈蚀

将阀片逐片从筒体内取出，发现越接近下部法兰阀片水迹越明显，内部2个铁件表面已全部锈蚀且有明显的水迹，见图4—6。从内部解体情况分析受潮时间已较长。

图4 内部生锈铁件1

图5 内部生锈铁件2

图6 阀片受潮

对C相泄漏仪电流指示值进行校验，发现泄漏仪读数为0.4 mA时，带电测试仪器读数为0.48 mA；泄漏仪读数为0.5 mA时，带电测试仪器读数达3.5 mA（读数均为有效值）。可见，该泄漏仪的读数偏差导致了运行巡视人员无法及时发现该缺陷。

2.4 原因分析

对以上测试数据和解体结果进行分析，可以得出：该避雷器法兰与玻璃钢筒体结合处存在密封不良，导致在运行过程中缓慢吸入潮气致使避雷器内部受潮；受潮导致避雷器阀片绝缘性能下降；随着运行时间的增加，受潮程度逐渐加深，导致运行电压下泄漏电流的阻性电流明显增大。若不及时发现该设备隐患，随着避雷器受潮程度的加深，有可能会出现避雷器运行中爆炸的严重事故，对人身、设备造成不可设想的后果。

目前上述3个间隔的避雷器均已退出运行，由于存在问题的避雷器型号均为YH10WR-51/ 120，且投运时间不长，因此怀疑该型号避雷器存在家族性缺陷。

3 结论

（1）新设备的交接试验并不一定能发现设备潜在的缺陷，随着运行时间增加，设备的状态可能发生明显改变，因此应加强设备投运后的带电检测。

（2）相比于停电试验，由于带电检测不影响设备运行，所得到的数据更接近设备真实状态，且不受停电时间制约。因此带电检测比传统的预防性试验更能有效地检测设备缺陷。

（3）在条件许可的情况下，建议加装避雷器阻性电流在线监测仪，对避雷器运行状态进行实时监测。

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（本文编辑：赵晓明）

Case Analysis on Live Detection of Abnormal Resistive Current of MOA

LIU Anwen，XU Tiantian，ZHANG Shaocheng
（State Grid Shaoxing Power Supply Company，Shaoxing Zhejiang 312000，China）

This paper analyzes effectiveness of the resistive current live test for MOA（Metal Oxide Arrester）on the basis of live test methods and principles of MOA.In combination with equipment failure found by live detection，It is confirmed that the cause of arrester failure is caused by moisture from poor sealing of MOA valve by outage test and disintegration analysis；validity of the detection of charged MOA insulation diagnosis is verified.Meanwhile，the paper proposes precautions in status detection of MOA in the future.

live detection；MOA；condition-based maintenance；resistive current

TM862+.1

B

1007-1881（2015）06-0013-03

2014-12-12

刘安文（1982），男，工程师，高级技师，从事高压试验工作。