金属氧化物避雷器底座绝缘缺陷的分析与处理

赵勇军

（云南电力技术有限责任公司，昆明650000）

0 引言

金属氧化物避雷器底座分为整体式和分体式两种，分体式底座往往在运行一段时间后，会出现底座绝缘电阻显著下降的问题。底座绝缘不良将导致在线监测全电流数值偏低，不能准确监视避雷器的实际运行状态[1-3]，同时，也极易引起断裂、破损等缺陷，影响避雷器的动稳定性[2-11]。

笔者以某变电站110 kV金属氧化物避雷器底座绝缘缺陷为例，对试验数据、缺陷情况和处理方法进行了分析与总结，旨在对金属氧化物避雷器底座绝缘缺陷的分析与处理提供借鉴。

1 缺陷情况

2016年09月下旬，某110 kV变电站进行年度预试定检工作，在对其110 kV母线避雷器进行预防性试验时，发现其避雷器底座绝缘较上一次测试结果明显降低（试验数据参见表1所示）。

表1 110 kV母线避雷器底座绝缘电阻Table 1 Insulation resistance of 110 kV bus arrester base

通过测试数据可知，其避雷器底座绝缘电阻较往年明显下降，且低于南方电网Q/CSG 114002—2011《电力设备预防性试验规程》提出的“不低于5 MΩ”的要求，尤其是B相已呈现高阻性接地状态，属于底座绝缘不良缺陷。该母线避雷器底座绝缘为分体式结构，其实物图参见图1所示。

图1 分立式避雷器底座Fig.1 The separate base of arrester

2 缺陷分析与处理

分体式避雷器底座一般由绝缘瓷瓶、绝缘套和金属螺栓组成，运行一段时间后，水分和杂质往往会经由瓷瓶与螺栓之间或瓷瓶与避雷器底座之间的缝隙侵入内部，导致螺栓锈蚀和污秽。而内部绝缘套和瓷瓶也会由于金属螺栓的热胀冷缩导致损坏。因此，检修人员拆卸下避雷器底座，细致检查，其具体结构参见图2。

图2 分立式避雷器底座结构Fig.2 Structure of the separate arrester base

由图2可看出，该避雷器底座的金属螺栓表面已明显锈蚀，绝缘套与金属螺栓之间以及金属螺栓表面也有较多污秽。为准确判断，对绝缘套和绝缘瓷瓶又分别进行了绝缘电阻测试，其测试数据参见表2所示。

表2 绝缘套和绝缘瓷瓶绝缘电阻Table 2 Insulation resistance of insulating sleeves and insulators

由表2的测试数据可知，绝缘套和瓷瓶的绝缘电阻较高，其避雷器底座绝缘不良主要原因可认为是金属螺栓锈蚀和表面污秽所致。基于此，检修人员将避雷器底座的金属螺栓全部更换为不锈钢螺栓，对底座与瓷瓶的接触面（见图3）进行了清洁，且绝缘套也全部进行了更换，更换后，复测其绝缘电阻，其测试数据见表3。

图3 底座与瓷瓶的接触部分Fig.3 The contact part of the base and the insulator

表3 110 kV母线避雷器绝缘电阻（处理后）Table 3 Insulation resistance of 110 kV bus arrester base(after treatment)

由数据可知，处理后绝缘电阻显著升高，处理效果良好。

3 探讨与总结

目前，避雷器多采用全电流监测仪进行监测，其全电流监测数据对于避雷器受潮等缺陷有重要的意义，是日常巡检、在线监测的重要支持数据，其监视结构如图4所示。

图4 金属氧化物避雷器监视结构Fig.4 Metal Oxide Surge Arrester Surveillance Structure

由图4可知，全电流表与避雷器底座是并联关系，只有当避雷器底座绝缘电阻远大于全电流表内阻时，其全电流监测数据才有较高的可信度，而当避雷器底座绝缘不良时，会由于分流作用导致监测电流数据偏小，降低了监测数据的可信度与有效性。值得注意的是，当前，GB 50150—2006《电力装置安装工程电气设备交接试验标准》与南方电网Q/CSG 114002—2011《电力设备预防性试验规程》金属氧化物避雷器底座绝缘电阻均以不低于5 MΩ作为合格的判断标准，而全电流监测表内阻一般在6～10 MΩ，其合格标准与全电流表的内阻很接近。对金属氧化物避雷器底座绝缘的判断上容易造成虽满足“不低于5 MΩ”的要求，但由于较低的绝缘电阻的对全电流的分流（容易得知，分流可达约50%），使得全电流监测数据偏低，使监测数据的可信度与有效性降低，同时，也会造成因全电流监测数据的“偏小”，造成日常维护和分析的误判。

通过本次避雷器底座绝缘不良的分析与处理也可知，分立式底座绝缘往往由于螺栓的锈蚀导致绝缘电阻下降，而由于其结构上原因，其瓷瓶与螺栓之间或瓷瓶与避雷器底座之间不可避免存在缝隙，即便如本文处理方式进行处理，随着运行时间长，水分、潮气和杂质依旧会经缝隙不断侵入，不可避免的造成螺栓锈蚀污秽，最终导致底座绝缘不良，影响全电流监测数据的有效性和对避雷器状态的准确判断，建议将分立式底座结构更换为整体式结构，此缺陷才能得到较彻底的改善。

4 结论

目前，分立式避雷器底座结构依然广泛存在于一些运行时间较久的发电厂与变电站，理应引起必要的关注，以保证设备良好运行。笔者以某变电站110kV金属氧化物避雷器底座绝缘电阻缺陷为例，对试验数据、缺陷情况和处理方法进行了分析与总结，认为：

1）分立式避雷器底座不良往往由螺栓锈蚀和内部受潮污秽引起，建议在必要时更换为整体式底座结构，在更换整体式底座有困难的情况下，可将金属螺栓更换为不锈钢螺栓，对接触面和瓷瓶进行清洁打磨，必要时可加装绝缘垫圈等必要措施，可对底座绝缘不良缺陷有较好的改善。

2）避雷器底座绝缘不良，对全电流监测、在线监测等环节均会造成影响，建议在预试定检工作中，对分立式底座结构应密切关注绝缘情况，以保证避雷器可靠良好运行以及监测数据准确有效。

3）只有当避雷器底座绝缘电阻远大于全电流表内阻时，其监测数据才有较高的可信度。建议在定检预试中，密切注意数据的纵向对比，注意数据的变化规律，对绝缘电阻下降明显的情况应引起足够重视，并结合监测数据进行综合判断分析，以准确判断避雷器的运行情况。

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