某500k V变电站罐式避雷器投运后异常的分析
2023-01-05苗淞王璐
苗 淞 王 璐
（1.山东网源电力工程有限公司 2.临沂超越电力建设有限公司）
1 异常概述
某500kV变电站投运后，变电运维人员对设备进行巡视，发现＃3主变220kV侧罐式避雷器有明显的异响声，随即进行带电检测，超声波检测及特高频检测均发现异常信号，超声波检测有效值69.3mV，峰值128mV，频率成分一（50Hz）小于频率成分二（100Hz），如图1所示。特高频检测PRPD呈双峰特征，PRPS为两簇放电信号，如图2所示。同时测量到罐式避雷器内部SF6气体成分SO2：2.1μL／L。
图1 超声波检测异常信号
图2 特高频检测异常信号
次日，变电运维人员复测时发现＃1主变220kV侧A相罐式避雷器同样有明显的异响声，超声波检测及特高频检测均发现异常信号，超声波检测有效值69.3mV，峰值128mV，频率成分一（50Hz）小于频率成分二（100Hz），如图3所示。特高频检测PRPD呈双峰特征，PRPS为两簇放电信号，如图4所示。测量罐式避雷器内部SF6气体无分解物。
图3 超声波检测异常信号
图4 特高频检测异常信号
随即变电运维人员对上述异常设备进行停电处理，厂家人员对异常罐式避雷器进行了紧急更换。更换完毕后，送电检查运行正常。为查找到准确原因，将＃1主变220kV侧罐式避雷器返厂进行解体检查分析，将＃3主变220kV侧罐式避雷器交于第三方检测厂家进行解体检查分析。
2 试验、解体、检查
2.1 内部气体参数试验
厂家人员将＃1主变220kV侧A相罐式避雷器返厂进行SF6气体纯度、微水含量测试，如图5、图6、表1所示。
图5 SF6气体纯度测试
图6 SF6气体微水含量测试
表1 SF6气体纯度测试数据及微水含量测试数据（温度：18.9℃，相对湿度：65%）
2.2 电气参数测试
水分合格后，充入SF6气体至0.35MPa，测试U2mA.AC工频参考电压、持续运行电压下全电流值、阻性电流值、局部放电量，如图7、表2所示。解体后测试芯组直流参考电压、75%直流参考电压下漏电流，数据见表3。
图7 0.35MPa时电气测试
表2 0.35MPa时电气测试数据（温度：18.9℃，相对湿度：65%）
表3 解体后电气测试数据（温度：18.9℃，相对湿度：65%）
2.3 解体检查
厂家人员将＃1主变220kV侧A相罐式避雷器回收SF6气体至负压，再充入高纯氮气至常压。在通风良好的环境下打开避雷器的顶盖板，检查导电棒、屏蔽罩、芯组状态，罐体内壁状态，盆式绝缘子表面状态，发现导电棒有偏心现象，如图8所示。拆解竖向导电棒，检查导体与芯组接触面，发现有放电痕迹，如图9所示。拆解均压屏蔽罩，检查芯组连接状态、低压连线表面状态，均无异常。拆解芯组，检查电阻片外观状态，均无异常。
图8 常压高纯氮气状态下导电棒有偏心现象
图9 导电棒有放电痕迹
2.4 第三方检测
第三方检测人员将＃3主变220kV侧B相罐式避雷器充SF6气体至0.35MPa，施加电压至58.8kV时出现局部放电，呈悬浮放电特征，60kV时测得放电量超过20000pC，如图10所示。
图10 对比试验放电数据
随即第三方检测人员将＃3主变220kV侧B相罐式避雷器进行解体，检查盆式绝缘子连接的导电棒紧固完好，均压屏蔽罩、弹簧座与芯体连接完好，芯体紧固与状态完好。插入屏蔽座的导电杆偏心，该导电杆上距离端部1cm处存在放电痕迹，弹簧座内壁的对应位置也存在放电痕迹。
3 异常情况原因分析
从＃1主变220kV侧A相罐式避雷器和＃3主变220kV侧B相罐式避雷器解体检查结果，初步分析该异常放电的可能原因如下。
因芯组装配过程中存在垂直度误差（见图11），导电棒插入屏蔽座内孔后出现偏心（见图12），与导电棒接触的滑块倾斜，形成点线接触，在工频电流震动下与导电棒形成小间隙，出现小间隙放电（见图13）。
图11 芯组垂直度存在误差
图12 导电棒插入屏蔽座后出现偏心
图13 滑块倾斜出现小间隙
由于导电棒偏心，距离屏蔽座较近，此处形成的小间隙在导电棒与滑块之间放电时也出现放电。放电引起滑块震动，在屏蔽座内的音响效应和避雷器外壳的音响效应下，发出异常响声。解体检查的另外4台罐式避雷器均无异常，确定该2台罐式避雷器属于生产过程中装配误差的个案。
4 结束语
该500kV变电站更换的6台罐式避雷器已带电，现场监测5天无异常，经排查已更换的6台罐式避雷器生产过程记录、出厂试验记录，产品生产过程尺寸误差、参数合格，设备可长期可靠运行。本案例综合运用了带电检测技术，通过红外测温检测、局部放电检测（超声波检测、特高频检测）以及内部气体成分检测，全面、准确地发现罐式避雷器内部发生悬浮放电现象，成功避免因设备发生悬浮放电而产生的跳闸事故，及时消除安全隐患，确保人身、电网和设备的安全。
