厉律阳 徐建文 王建强 宋文泳

摘 要: 避雷器能够使电力设备免遭雷电的冲击,因而被广泛的使用于电力系统中。而氧化锌避雷器因其突出的技术特点,取代了其他类型的避雷器,成为电力系统的首选。本文对氧化锌避雷器的故障处理和检测进行了探讨，以供读者参考。

关键词: 避雷器 检测 分析

中图分类号：U262文献标识码： A

引言

氧化锌避雷器是世界上公认的当代最先进的防雷电器。我国从 20 世纪 70 年代起开始进行电力氧化锌避雷器的研究，到目前在国内生产的氧化锌避雷器，无论从数量、规格，还是从质量上都已形成相当的规模和水平，都已接近或达到了国际先进水准。近年来,氧化锌避雷器在运行中时有故障,从而影响电网的正常运行。笔者结合多年的实际工作经验,对氧化锌避雷器的日常维护、检修技术和试验方法进行讨论。

一、氧化锌避雷器故障分析

(一)氧化锌避雷器的故障机理。在电网运行电压作用下,阻性电流虽然较小,但仍会使阀片升温;阻性电流随时间缓慢增加,将影响避雷器工作的性能并可能引起热破坏,属于老化现象;阀片温度升高,阀片电阻下降,再导致损耗加大,属于热击穿现象;在雨、雪、凝露及灰尘的污染下,氧化锌避雷器内外电位分布不同,内部阀片与外部瓷套之间产生较大电位差,导致径向局部放电现象发生,这有可能会损坏整支避雷器,这是受气候影响;另外,避雷器的瓷套、端子和基座由于设计工艺不良,大气腐蚀,应力疲劳和地震等原因受机械力作用可能会受到损坏,出线避雷器开裂、断裂、倾倒等故障。(二)氧化锌避雷器的故障种类参见表1。

表 1

二、 避雷器带电检测方法

避雷器带电检测是专业技术人员采用专用设备仪器对运行中设备进行检测。

(一)阻性电流带电测试。阻性电流是判断氧化锌避雷器阀片是否老化或受潮的最常用方法。测量值与初始值比较不应有明显变化,当阻性电流增加50%时应该分析原因,加强监测、适当缩短检测周期;当阻性电流增加1倍时应停电检查。

实际工作中,阻性电流带电测试数据是通常是没有明显变化或“ 认为变化不大”,但仍有故障没有及时发现。必须加强对阻性电流带电测试数据分析,从而发现其中故障规律。阻性电流数据分析要以同型号、同批次、同厂家、同测试设备为基础进行分析比较,并且结合历史数据,这样才能够得到较准确的结果,同时数据也更具有可比性。另外,现场测试时应在避雷器外套表面干燥时进行,记录测量时的环境温度、相对湿度和运行电压。阻性电流带电测试的周期为半年一次比较合适。有条件的,最好开展在线监测技术,更有效地发现氧化锌避雷器的缺陷。

(二)放电计数器的动作情况检测。可以结合阻性电流带电测试时进行。当避雷器通过雷电波、操作波和工频过电压时,放电计数器会记录动作次数。计数器次数越多,表明避雷器经受的过电压次数越多,寿命就缩短。我们通过动作次数来分析过电压的原因。然而,放电计数器有时候会出现“乱计数”的现象,这时除了对避雷器跟踪测试之外,还要考虑是否由于计数器本身质量问题引起“多计数”。

一般的放电计数器本身都带有全电流在线检测装置,它不能替代以上“阻性电流带电测试”。运行人员应定期记录放电次数和电流值(至少每月一次),发现异常应及时进行阻性电流测试或停电试验。

(三)红外测试。氧化锌避雷器属于电压致热型设备。红外测试能直接有效地发现异常缺陷,应结合运行巡检进行。①仪器的选用。不宜使用红外测温仪(点温仪),而用红外热像仪。②测试条件的选择。以阴天、多云、夜间或晴天日落2h后为宜,夜间最好,不应在雷、雨、雾、雪气象条件下进行检测。③仪器的设置。设备的辐射率取0.9，色标温度量程宜设置在环境温度加10K-20K左右的温升范围内。④测量方法。首先对三相避雷器进行全面的扫描,重点扫描部位为瓷瓶柱。⑤结果判断。用比较直观的同类比较判断法,根据同组三相设备、同相设备之间对应部位的温差进行比较分析,同时结合图像特征判断法进行判断。当温差达0.5～1℃时,为严重以上缺陷,应在7 天之内安排带电阻性电流测试或停电试验。注意,由于温差太小,测试的时候必须特别细心比较才可能发现。

(四)接地引下线连通性检查。接地引下线接地良好能保证氧化锌避雷器正常动作,并向大地泄放强大的过电压电流。连通性检查的测试设备,宜采用不小于5A的直流电流来测量回路电阻。测试值应在50mΩ以下,大于50mΩ时应加强检查,必要时进行处理。接地引下线连通性检查的周期为每6年一次。

三、停电检测

直 流 1 m A 电 压 U 1 m A 及 其 7 5 ％U1mA下的泄漏电流试验。测量U1mA主要是检查其阀片是否受潮,确定其动作性能是否符合要求;测量75％U1mA下的泄漏电流,主要是考虑到75％U1mA下的泄漏电流一般比最大工作相电压(峰值)要高一些,在此电压下主要检测长期允许工作电流是否符合要求,这电流与氧化锌避雷器的寿命有直接关系。

测试标准:除了U1mA实测值与初始值或制造厂规定值比较,变化不应大于±5%,0.75U1mA下的泄漏电流不应大于50μA之外,U1mA实测值还必须跟GB11032规定值比较,不能低于GB11032规定值,很多单位往往不注意这一点。测试时,先将避雷器瓷套表面擦拭干净,接线方式宜采用低压屏蔽法,即避雷器低压端接屏蔽线接地屏蔽,在避雷器低压端接微安表,同时以其电流值为参考,测出U1mA和75％U1mA下的泄漏电流值,这样测试数据较准确。

当采用不拆线法测试220kV氧化锌避雷器时,高压测试引线应具有屏蔽线,同时注意高压线应尽量在避雷器垂直的方向上布置,这样能减少杂散电流的影响。一般来说,上、下节避雷器直流电流的非线性曲线及电流的临界点不同,上下两节避雷器的U1mA也不相等,当直流发生器电压升到U1mA时,其中一节避雷器的泄漏电流由于非线性电阻伏安特性将大大超过1mA,此时直流发生器高压侧电流可能超过仪器额定值而发生意外,所以要注意总电流不能超过直流发生器的额定值,一般选择的输出电流应大于3mA。如发现总电流接近额定值, 而上节或下节的电流还没有到1mA时,应停止试验,检查接线及表记情况,如无其它异常情况,应采用拆线方法试验。同样,500kV氧化锌避雷器不拆线测试时,也应注意上面的情况。

工频参考电流下的参考电压试验。怀疑有故障缺陷时,可进行工频参考电流下的参考电压试验。工频参考电压表明阀片的伏安特性曲线饱和点的位置。运行一定时期后,工频参考电压的变化能直接反映避雷器的老化、变质程度。

注意,工频参考电流,是指避雷器在工频电压作用下时,流过避雷器的工频电流阻性分量的峰值(如果电流是非对称的,应取两极性中较高的峰值);工频参考电压,是避雷器通过工频参考电流时测出的避雷器的工频电压峰值除以。

根据厂家要求的工频参考电流下进行工频参考电压试验,参考电压必须大于避雷器额定电压。试验时注意,当测试电流达到参考电流时,应迅速读取工频电压值,控制在10S以内,加压时间不能太长。试验中环境温度宜为20±15℃,多节避雷器的应对每节单独试验。

四、结语

在日常运行维护、试验检测中,氧化锌避雷器带电检测可以代替定期的停电预防性试验。当避雷器有停电机会时,必须对设备进行整体检查;当带电检测发现有异常时,必须尽快进行其他带电项目的跟踪测试,如短缩阻性电流带电检测周期,增加红外检测次数等;并且做好停电检测计划,必要时马上停电检测。停电检测时,进行全面的检测和试验,综合考虑各方面的试验数据,对设备状态进行全面分析,这样才能对氧化锌避雷器健康水平作出正确的判断。

参考文献

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