某220kV变电站110kV 5M电压互感器15PT避雷器紧急缺陷分析

孔惠文

摘要：氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器。利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小（微安或毫安级）;当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙，利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。但在变电站使用过程中，存在一些典型的避雷器故障情况，现将发现存在的问题，并提出相应的改进措施。

ABSTRACT： Zinc Oxide arrester is an arrester with good protection performance. Using the Good non-linear volt-ampere characteristic of zinc oxide， the current flowing through the arrester is very small （ampere or milliampere level） when the normal working voltage is applied， the resistance drops sharply when the over-voltage is applied， and the energy of the over-voltage is released to achieve the protection effect. The difference between this arrester and the traditional arrester is that it has no discharge gap， and uses the non-linear characteristic of zinc oxide to discharge and break. However， there are some typical faults of Arrester in the substation. The existing problems will be found and the corresponding improvement measures will be put forward.

关键词：变电站、避雷器、缺陷、分析

Key words： substation， lightning Arrester， defect， analysis

事故现象：运行人员在进行某变电站站避雷器动作次数及泄露电流检查记录维护时，发现15PT避雷器泄露电流C相电流值异常，达到1.1A。正常的额定工频电压下，避雷器可看成是一个绝缘体，因此考虑到电压波动范围，原则上越小越好。试验所对 110kV 5M母线15PT避雷器进行带电测试，测试发现110kV 15PT 避雷器 A、C 相泄漏电流与阻性电流均存在异常增长。运行人员再对110kV 5M电压互感器15PT避雷器进行专项测温，发现110kV 5M电压互感器15PT避雷器C相发热，与B相温差达到3.4K，符合变电一次设备红外测温缺陷诊断判据里电压互感器异常热像特征，结合带电测试结果判断，避雷器存在缺陷，于是申请停电复测工作，项目包括计数器动作、直流泄漏、本体及底座绝缘电阻。试验发现：（1） A、 B、 C三相避雷器直流 1mA 参考电压不合格;（2）C相避雷器0.75倍 1mA 参考电压下泄漏电流超标，需更换处理。

事故分析：运行人员将相关情况上报相关专业班组，试验研究所对 110kV 5M母線15PT避雷器进行带电测试，测试发现 110kV 15PT 避雷器 A、 C 相 泄漏电流与阻性电流均存在异常增长（图1）。运行人员再对110kV 5M电压互感器15PT避雷器进行专项测温，发现110kV 5M电压互感器15PT避雷器C相发热，与B相温差达到3.4K（图2），符合《变电一次设备红外测温缺陷诊断判据》（图5）里电压互感器异常热像特征，结合带电测试结果判断，避雷器存在缺陷。当值班长立刻上报紧急缺陷，向调度申请将110kV 15PT转检修，进行复测工作。调度下令将110kV 5M电压互感器15PT由运行转检修，运行人员将110kV 5M电压互感器15PT转检修后，试验所对15PT进行试验，项目包括计数器动作、直流泄漏、本体及底座绝缘电阻。试验发现：（1）A、 B、 C 三相避雷器直流 1mA 参考电压不合格;（2）C 相避雷器 0.75 倍 1mA 参考电压下泄漏电流超标。试验人员根据：南网《电力设备预防性试验规程》Q/CSG114002-2011和试验结果判断：该站110kV 15PT避雷器A、B、C相绝缘电阻虽然合格，但直流1mA电压参考电压不合格，不满足制造厂规定;同时，C相避雷器0.75U1mA下泄漏电流I0.75U1mA 已经严重超标，A相避雷器I0.75U1mA已接近临界超标值，建议退出运行。

事故处理：根据试验所试验结果和报告，检修班组办理更换避雷器的工作票，联合厂家对15PT避雷器三相都进行了更换。更换后，经试验，结果正常，可以投入运行。运行人员将110kV 5M电压互感器15PT由检修转运行，在15PT正常运行一段时间后，对15PT避雷器进行了特巡、测温，运行正常（图3）。

事故总结：在日常工作中，红外测温是我们发现和判断设备运行工况的一个重要手段。在我们日常工作中经常需要对设备红外测温，日常巡视测温、夜巡测温、设备运行方式变化前后测温、跳闸事件发生后流过短路电流运行设备测温、保供电特巡测温、重载设备测温、每年夏天的迎峰度夏前期测温和因缺陷而进行的专项测温，通过这些测温工作我们能尽早发现缺陷，跟踪缺陷设备，掌握缺陷发展情况。

红外测温分一般检测和准确检测。一般检测： 对检测的环境和仪器要求较低，适宜对被检测设备进行大面积快速扫描，主要检测电流致热引起的发热，用于监测设备的整体发热状况。电流致热设备：电流作用引起的设备的发热，例：电气设备与金属部件的连接、金属部件与金属部件的连接的接头和线夹、输电导线的连接器、刀闸、断路器等。准确检测：对检测的环境和仪器要求较高，特别要消除其它热辐射和环境因素的影响，主要检测电压致热引起的内部缺陷，用于对设备的故障的准确判断.对检测的环境和仪器要求较低，适宜对被检测设备进行大面积快速扫描，主要检测电流致热引起的发热，用于监测设备的整体发热状况。电压致热设备：电压作用引起的设备的发热，例：电流互感器、电压互感器、耦合电容器、移相电容器、高压套管、充油套管、氧化锌避雷器、绝缘子、电缆头等。

对于电流致热型的设备测温，比较好判断，相对温差大，比较容易发现。但有些设备测温结果与其他正常设备测温结果只有很细微的区别（例如：电压致热型设备），这些设备和电流致热型设备不一样，异常热像特征不明显，还有些虽然不是电压致热型设备，但温差也很小，例如：储油柜、主变套管表面肉眼比较难判断，这时就需要使用专门的分析软件进行分析，根据《变电一次设备红外测温缺陷诊断判据》判断，有些设备判断不了缺陷属性的时候，还要进一步利用其它试验手段确认。

结语：氧化锌避雷器均装设了在线泄漏电流表，以此来监视避雷器的运行状况。在线泄漏电流表反映的是通过瓷套外绝缘和避雷器阀片的电流。

避雷器的在线泄漏电流表读数异常增大。避雷器内部受潮主要是密封不良引起的。潮气的来源有：在避雷器生产过程中，安装环境湿度超标;阀片及内部零部件烘干不彻底，有部分潮气滞留;装配时将密封圈漏放、放偏;或在密封圈与瓷套密封封面之间夹有杂物;运行一段时期后密封部件损坏造成进潮。避雷器的在线泄漏电流表读数降低甚至为零。

参考文献：

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[2] 胡道明，潘文霞.MOA泄漏电流在线监测方法评述[J].江西电力，2004，29（4）：26-28.

[3] 臧殿红. 基于DSP的氧化锌避雷器在线监测装置的研究[D].北京：中国石油大学，2009.

[4] 电气装置安装工程电气设备交接试验标准（GB 50150-91）[S].