金属氧化物避雷器状态量异常的分析处理

曹小龙，吴栋梁，雷乘龙，周琬钧

(国网甘肃省电力公司天水供电公司，甘肃 天水 741020)

金属氧化物避雷器状态量异常的分析处理

曹小龙，吴栋梁，雷乘龙，周琬钧

(国网甘肃省电力公司天水供电公司，甘肃 天水 741020)

针对一起金属氧化物避雷器状态量异常的事件，通过红外测温、在线监测、运行中持续电流及停电试验等状态检测方法，判别、分析出避雷器状态量异常缺陷的发生部位。根据状态检测数据作出异常避雷器内部严重受潮的结论。解体结果验证了分析结论，证明了状态量检测对及时、准确发现金属氧化物避雷器缺陷的重要性。

避雷器；红外测温；状态量；在线监测装置；故障诊断

0 引言

MOA(Aetal Oxide Arrester，金属氧化物避雷器)作为电网主要的过电压保护设备，其重要性不言而喻，对运行中MOA状态的检测也显得尤为重要。

目前，MOA状态检测方法主要包括红外测温、在线监测、运行中持续电流及停电试验等方法。用这些方法检测得到的运行信息，是构成MOA状态量的重要组成部分。正确分析、评价MOA状态量，对及时发现其缺陷有着十分重要的作用。

1 MOA状态量异常事件

1.1 红外测温状态量

2015-03-24，运行人员在某变电站进行设备红外测温过程中，发现该站MOA温度异常，测温结果如表1所示。

表1 MOA红外测温数据

1.1.1 MOA温升数据

从表1数据可知，C相MOA测温数据不符合正常MOA温升规律，而同组的A，B相MOA温度正常。MOA温升参考值如表2所示。

表2 MOA允许的相间温差及最大工作温升参考值

红外热像图显示：A，B相为整体轻微发热，热点靠近上部且不均匀，从上到下温度逐渐降低，温差不超过0.5 ℃，属于正常状态；C相端部明显发热，自身温差为2.7 ℃，发热点局部温度比A，B相相应位置分别高2.3，2.5 ℃。MOA正常热像特征是整体有轻微发热，热场分布基本均匀；异常热像特征是整体或局部有明显发热，温差达到表2判定缺陷的温差等级。

1.1.2 初步处理意见

运行人员立即将测温异常情况上报设备运行管理部门，给出以下几点处理意见：

(1) 立即对该组MOA运行中持续电流进行检测，进一步分析判断；

(2) 因出线所带负荷较重，近期内不能对MOA停运检查，运维人员应加强运行监视，增加对在线监测装置的巡检次数，分析装置显示值变化趋势，尤其是C相；

(3) 缩短红外检测周期，重点关注C相MOA发热点温度及3相间温差状况；

(4) 根据以上状态量检测结果，密切注视异常相MOA的发展趋势，择机停运检查。

1.2 MOA铭牌参数

该MOA为单节避雷器，其参数如表3所示。该组MOA投入运行后至异常事件发生前一直正常，各项状态量均在规程的允许范围内。

表3 MOA铭牌参数

1.3 在线监测装置指示值

异常事件发生前，MOA在线监测装置历次检测指示值如表4所示。可以看出，在该时段全电流数据稳定，且在要求范围之内。

表4 MOA在线监测仪历次检测指示值

运行经验表明，在MOA有缺陷时，阻性电流会出现大幅变化；但由于阻性电流占全电流比重较小，所以全电流的变化量并不明显。在实际工作中，全电流在线监测装置指示值即使有轻微变化，也需要引起高度重视。

2015-03-24，运行人员开始对在线监测装置指示值进行每天2次的特巡，指示值如表5所示。C相MOA的全电流有微量增长趋势，截至4月2日，已达同组MOA的1.58倍。

1.4 红外测温状态量跟踪检测

对MOA红外测温跟踪检测，测温数据如表6所示。从表6中可知，C相发热点温度有上升趋势。

表5 发生异常后MOA在线监测仪指示值

表6 发生异常后MOA红外测温数据

2 运行中持续电流检测

2.1 带电测试数据

MOA在运行中的劣化主要是指电气特性和物理状态发生变化，这些变化使其伏安特性漂移、热稳定性破坏、非线性系数改变、电阻局部劣化等。一般情况下这些变化都可以从运行中持续电流(全电流、阻性电流)、功率损耗、电流电压相角等电气指标的变化上反映出来，因此可依据以上指标判断MOA状态。

MOA发生异常前、后持续电流检测结果如表7所示。从表7中可以看出，C相阻性电流自2015-03-25开始呈增大趋势。因历次测试时未考虑相间干扰，阻性电流表现为A相测试结果偏大，C相测试结果偏小，B相测试结果居中的规律。表7中显示，在发生异常后C相阻性电流比同组A，B相避雷器的测试值大40 %左右。采用同型仪器重复检测后结果相同。

表7 MOA带电测试结果

2.2 测试数据分析

2.2.1 运行中持续电流纵向分析

由表7可知，在2015-03-25前，A，B相全电流IX、阻性电流IR、功率损耗P1之前的测试数据没有明显变化。2015-03-25，C相检测数据与之前的测试数据相比有较大变化，具体变化有以下几点：

(1) 阻性电流初值差高达326.6 %，并且数据变化趋势很明显；

(2) 全电流初值差2.81 %，有微量增加的趋势；

(3) 功率损耗Pl增长也很明显，初值差达277.39 %。

检测数据不符合Q/GDW 168—2013输变电设备状态检修试验规程中“阻性电流初值差不大于50 %”的要求。

2.2.2 运行中持续电流横向分析

为分析方便，不考虑相间干扰，横向比较表7中数据可看出。A，B 2相与C相比较，全电流相差不大；而阻性电流分别增加2.7倍、3.8倍，增幅较大。

2.2.3 阻性电流和全电流的比例关系

测量经验表明，阻性电流不能超过全电流的20 %(即IR/Ix≤20 %)。由表7可知阻性电流IR在交流泄漏全电流中占有的比例呈增大趋势，最高达到29.72 %。

2.2.4 电压、电流相角差“Φu-IX”变化

用MOA的泄漏全电流(IX)和运行相电压U之间的夹角“Φu-IX”角来评价MOA性能。在MOA劣化时，阻性电流明显增大而容性电流变化很小，所以电流电压相角“Φu-IX”会降到80°以下。MOA性能的经验判据如表8所示。

表8 用“Φu-IX”角评价MOA性能的经验判据

由表7可知，A，B 2相电压、电流相角差“Φu-Ix”较稳定且处于表8所示的正常范围内。C相MOA的“Φu-Ix”角度呈减少趋势，最近1次比上次正常值减少了14.6°。

2.2.5 结论

各项带电检测状态量指标数据变化均较大，进一步说明异常相MOA已存在缺陷而且缺陷发展较快，避雷器必须停电进行检查处理。

3 停电试验状态量

3.1 停电试验结果

2015-04-02，该组避雷器停运。按规程要求分别进行了直流1 mA、电压U1mA及0.75 U1mA下的泄漏电流、本体绝缘电阻、底座绝缘电阻、放电计数器功能等停电状态检测项目。检测数据如表9所示。

表9 MOA停电检测结果

3.2 停电检测数据分析

从表9数据可知，停电后测量MOA各相本体绝缘电阻、底座绝缘电阻符合要求。

A，B相U1mA大小基本一致，历次数据与制造厂规定值(U1mA实测值与初始值或制造厂规定值比较，变化不应大于±5 %)相比，变化率均在合格范围之内；C相U1mA下降较为明显，与交接值、上次值、规定值(U1mA≥145 kV)相比，变化率分别为-14.19 %，-14.76 %，-12.41 %，远远超出规定值；A，B相历次0.75 U1mA下的泄漏电流都小于规程要求值(不大于50 μA)，C相0.75 U1mA下的泄漏电流达92 μA，是交接值的10.2倍，严重超标，C相的试验数据不合格。

停电试验结果验证了红外测温、运行中持续电流检测、在线监测等状态量检测结果的正确性。可断定避雷器C相内部已存在严重的绝缘缺陷。因此，该相避雷器，应予以更换。

4 解体检查分析

为进一步查明状态量异常相避雷器缺陷的原因和部位，对更换下来的MOA进行解体检查。

(1) 打开MOA上法兰的金属顶盖，发现密封盖内有明显水珠，两端盖板锈蚀严重，防爆板表面已全部呈现绿色金属锈。

(2) 密封螺丝锈蚀严重，阀片外环氧筒外壁有水锈痕迹。

(3) MOA上端密封圈存在压偏和老化现象，使密封性能遭到破坏，潮气或水分侵入避雷器，导致避雷器严重受潮，MOA温度、在线监测装置指示值、持续运行电流等状态量发生异常。

5 结束语

MOA是电力系统运行中的重要设备，对保护电气设备安全有着极其重要的作用。MOA作为保护设备，若存在故障或缺陷，不仅起不到保护作用，严重时还会影响其他设备的运行，甚至酿成事故。因此，检测MOA的状态量并科学分析检测数据，得出正确诊断结论，实时掌握MOA运行状况，以便及时发现故障先兆，为MOA运行、检修、试验提供有力、可靠的依据，这对提高MOA的运行维护水平，及时发现事故隐患，减少停电事故有着积极的意义。

1 全国高压试验技术标准化分技术委员会．DL/T 664—2008带电设备红外诊断应用规范[S]．北京：中国电力出版社，2008.

2 国家电网公司．Q/GDW 168—2013输变电设备状态检修试验规程[S]．北京：中国电力出版社，2013.

3 颜 文．MOA-RCD-4型阻性电流测试仪[R]．长春：东北电力试验研究所，1994．

4 全国避雷器标准化技术委员会．GB 11032—2000交流无间隙金属氧化物避雷器[S]．北京：中国电力出版社，2008.

5 陈化刚．电力设备预防性试验方法及诊断技术[M]．北京：中国水利水电出版社，2009．

6 严 璋．电气绝缘在线检测技术[M]．北京：中国电力出版社，1995.

7 中国电力企业联合会．DLT 474.5—2006现场绝缘试验实施导则 避雷器试验[S]．北京：中国电力出版社，2006.

8 万四维．金属氧化物避雷器缺陷与阻性电流关系的分析探讨[J]．电瓷避雷器，2007，50(2)：31-34.

9 胡春梅，曹小龙，曹小虎，等．运行中MOA状态检测试验数据判析[J]．电瓷避雷器，2012，55(4)：32-35.

10 曹小龙，张四江，曹小虎．带电测试法对MOA测量数据的影响[J]．电瓷避雷器，2005，48(6)：24-27．

2016-09-08。

曹小龙(1971-)，男，工程师，主要从事电力设备状态检测和电气试验工作，email：cxl353311@126.com。

吴栋梁(1988-)，男，工程师，主要从事电力设备检测工作。

雷乘龙(1988-)，男，助理工程师，主要从事电力设备状态检测和电气试验工作。

周琬钧(1991-)，男，助理工程师，主要从事电力设备状态检测和电气试验工作。