氧化锌避雷器的检修和常见故障处理

摘要：随着社会经济的迅速发展，人们对电力设备的平稳运行有了更高的要求，特别是氧化锌避雷器。基于此种背景下，必须了解氧化锌避雷器的常见故障，通过各种试验明确具体故障部位并进行检修处理，进而保证电力设备的质量，充分发挥其作用，从而为变电站更好的运行提供有力保障。

关键词：氧化锌;避雷器;故障;检修

1氧化锌避雷器的常见故障分析

氧化锌避雷器电阻阀片的作用与由电阻、电容共同构成的混联电路相同。在处于正常运行电压情况下，氧化锌避雷器的持续泄漏电流主要由非线性阻性分量与线性容性分量构成，而阻性电流则在总泄漏电流中占据10%-20%的比例，主要有绝缘支撑件泄漏、阀片沿面泄漏与自身非线性电阻分量及瓷套内外表面沿面泄漏等。在长期工频电压与天气变化的作用下，金属氧化锌避雷器主要会出现两种问题，即阀片受潮与老化。例如，在受潮后阻性电流分量会提高阀片的温度，并产生有功损耗，极易出现避雷器损坏或爆炸等问题，进而出现大面积停电的事故。

1.1氧化锌避雷器受潮

由于空气中的水蒸气导致避雷器受潮引起的损坏属于最常见的原因，此时会出现两种现象：电流泄漏量增加和避雷器内部出现微光闪烁。出现以上故障的主要原因可能是：避雷器组装原因和避雷器密封原因。而最有可能造成这两个原因的是，由于厂商组装环境不符合要求或者密封不严;避雷器的工作环境：由于避雷器长时间运行或者是电压过大，导致周边环境温度不断升高，产生水蒸气并不断向外扩散，最终引起氧化锌避雷器内部出现闪烁。此时，由于受潮产生的这种故障会出现以下现象：水蒸气导致内部出现铁屑腐蚀、微光闪烁出现放电痕迹、电流监控装置显示泄露电流量过大。

1.2阀片老化

在长期的运行过程中，金属氧化锌避雷器会持续流过工频电流，如果部分阀片的均一性较差或者是老化特性不好，那么电位的分布就会不均匀。在一段时间的运行之后，一些阀片会出现老化现象，这样不但会降低金属氧化锌避雷器的参考电压，增加功率损耗与阻性电流，还会促进恶性循环的形成，并使金属氧化锌避雷器整体出现老化现象。在具体的事故中，阀片老化的表现是阀片上存在通流痕迹，并且两端的喷铝面上会因大电流通过而出现放电斑痕。针对避雷器阀片老化问题，除了要求厂家改进生产工艺，提高阀片的均一性外，还要在设计选型时选择具有足够的额定电压和持续运行电压的避雷器。与此同时，在具体巡视过程中，工作人员不但要加大对避雷器的检查力度，看其是否存在闪络或破损情况，还应对避雷器泄漏电流实际数值进行抄取，并将这一数据和初始值对比，如果数值较大，则应该及时上报并做好相应处理。

2氧化锌避雷器故障的分析与检修

2.1数据分析

2.1.1缺陷概述

以红外测温的方式检测某110kV变电站，发现其408线路的C相避雷器存在温度异常问题。这一避雷器的型号是YH5WZ—51/134，是由某公司在7月制造，并在同年11月投入运行。

2.1.2红外测温分析

通过相关测试，可以得到408线路C相避雷器的精确红外测温图谱，由这一图谱可知，C相最高温度是26.2℃，B相最高温度是25.2℃;同时，C相避雷器上部和底部间也存在温差，上部最高温度是25.8℃，下部最高温度是26.5℃。由此可以判断该避雷器发热异常。

2.1.3阻性电流、持续泄漏电流分析

要想对缺陷原因进一步确定，还应该对阻性电流与持续泄漏电流进行测试。测试结果显示，相较于A相与B相，C相避雷器的阻性电流与持续泄漏电流更大，通过对比2016年6月20日和2016年3月27日阻性電流数据可知，其阻性电流提高了9.13倍。因此可以判定这一氧化锌避雷器内部的阀片出现了老化或是受潮问题，应及时对其进行更换。测试部分数据如下：2016年3月27日的温度是15℃，C相阻性电流是0.015，持续泄漏电流是0.179，判断其合格;A相阻性电流是0.019，持续泄漏电流是0.198，判断其合格。2016年6月20日的温度是26℃，B相阻性电流是0.015，持续泄漏电流是0.183，判断其合格;C相阻性电流是0.137，持续泄漏电流是0.429，判断其不合格。

2.1.4停电试验分析

（1）直流漏电与绝缘电阻试验。在停电条件下测试氧化锌避雷器的直流泄漏与绝缘电阻，具体数据如下：温度28℃、湿度61%、直流1mA电压49.6kV、75%直流1mA电压的泄漏电流是370.9μA、主绝缘电阻是70MΩ、底座绝缘电阻是430MΩ。而初始数据如下：温度17℃、湿度70%、直流1mA电压78.3kV、75%直流1mA电压的泄漏电流是13μA、主绝缘电阻是100000MΩ、底座绝缘电阻是8000MΩ。将这一测试数据和初始数据进行对比发现，直流泄漏在直流1mA电压条件下的数值相差了-36.7%，75%直流1mA电压的泄漏电流则是其初始值的28.53倍，而绝缘电阻下降。因此，可以判定氧化锌避雷器的绝缘已经损坏，内部的阀片出现老化或受潮问题。

（2）红外诊断分析。要想对氧化锌避雷器的缺陷位置进行明确，还应展开红外测温试验。试验结果如下：氧化锌避雷器整体温度分布并不均匀，底部与中间部分发热现象严重，通过分析认为，发热部分阀片应该完好，而温度比较低部位阀片则可能已经损坏了。得出这一结论的原因是在运行电压作用下，如果内部阀片损毁，那么阀片处已经导通，无法达到分压目的;而正常阀片则需要对整个工作电压进行承担，在运行电压作用下，发热是其主要表现。

（3）伏安特性试验。在详细分析试验数据的基础上得出如下结论：在电压高于20kV时，408线路的C相避雷针电流会大幅度增加，伏安特性呈线性特点;A相避雷器则呈现出非线性特点，并且在电压达到70kV才出现拐点。该试验表明，在过电压冲击下，408线路的C相避雷器已经被击穿并出现了接地故障，应该及时处理。

2.2解体情况分析

以解体的方式检查氧化锌避雷器，并从上到下对其阀片进行编号，发现该阀片存在开裂与受潮缺陷。通过测量每一个阀片绝缘电阻值并对比可知，低绝缘电阻的阀片不存在发热现象，而较高绝缘电阻的阀片则发热现象严重。测试具体数值如下：编号1阀片绝缘电阻值是303MΩ、编号2阀片绝缘电阻值是85MΩ、编号三阀片绝缘电阻值是709MΩ……编号15阀片绝缘电阻值是1200MΩ。同时，对避雷器的底座进行解体后发现，其金属部件存在严重锈蚀问题。

3结语

综上，分析氧化锌避雷器的故障具有重要意义。因此必须了解避雷器故障类型，通过红外测温及停电试验等方式，明确具体故障部位，并通过更换等方式进行检修处理，及时排除安全隐患，从而促进变电站安全、稳定运行。

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作者简介：马慧斌（1980.2），男，宁夏固原人，宁夏大学电气工程自动化本科，研究方向：电气工程自动化。