易文勝

(中電投重慶分公司(中電遠達),重慶 401122)

配電型氧化鋅避雷器的故障分析及處理

易文勝

(中電投重慶分公司(中電遠達),重慶 401122)

火力發(fā)電廠配備大量的高壓電機及設備,為防止由于操作過電壓引起設備損壞,一般在高壓設備電源側(cè)安裝避雷器。由于避雷器安裝在高壓設備電源側(cè),一旦避雷器自身出現(xiàn)故障,不僅會影響設備運行,甚至影響到6KV整段母線的正常運行,造成故障擴大和檢修范圍擴大,所以避雷器的保護特性對設備安全異常重要。現(xiàn)場對氧化鋅避雷器的保護特性的監(jiān)控主要是停運時進行預防性試驗,試驗項目包括絕緣和直流泄漏電流檢查,這種檢查相對靜態(tài),能夠發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在問題的避雷器,但沒有避雷器運行期間的泄漏電流的監(jiān)控,無法防止避雷器在運行期間出現(xiàn)故障后對系統(tǒng)的影響。避雷器安裝在配電盤內(nèi)電纜間隔內(nèi),由于配電間與室外相連,冬季環(huán)境較低,在極端情況下出現(xiàn)盤柜電纜室結(jié)露,引起避雷器潮濕,避雷器器絕緣下降,在工頻運行電壓下發(fā)生短路故障,造成機組停運。本文重點就如何防范避雷器在運行受潮并提出防范措施。

氧化鋅避雷器 絕緣 耐壓 擊穿 泄漏電流

1 引言

為有效保證電氣設備在操作過壓情況不受損壞,火電廠在電氣設備進線端的高壓盤柜內(nèi)配備氧化鋅避雷器,應該說對電氣設備起到很好的保護效果。近些年復合硅橡膠技術(shù)的發(fā)展,避雷器外絕緣普遍采用這種材質(zhì),性能明顯好于傳統(tǒng)的瓷瓶避雷器。本文旨在分析一起特殊故障實例,探討避雷器的密封性對避雷器絕緣的影響。

2 避雷器設備

某火力發(fā)電廠6kv采用的過電壓吸收裝置型號為HY3B-M-8/1,標稱放電電流為3KA,額定電壓為8KV,標稱電流下殘壓為1KV。這是有機復合外套無間隙金屬氧化鋅避雷器,采用通流能力較強的氧化鋅非線性電阻片疊加組裝,密封于外套腔內(nèi),無任何放電間隙。在正常持續(xù)運行電壓狀態(tài)下,避雷器不動作,呈高阻狀態(tài)。當大氣過電壓或操作過電壓的幅值超過一定范圍時,避雷器導通。由于氧化鋅電阻片優(yōu)良的非線性伏安特性,導通后其兩端的殘壓被抑制在被保護設備的絕緣安全值以下,從而使電氣設備受到保護。氧化鋅電阻片通流容量大,保護殘壓低,電壓響應迅速,是近十余年興起的高性能新型限壓元件。優(yōu)點:由于采用硅橡膠外套,從根本上消除了瓷套式避雷器可能存在的外瓷套爆裂現(xiàn)象,并提高了防潮、耐污、抗老化、散熱等性能,同時體積小重量輕,免于維修。缺點:在避雷器出線端存在封閉不嚴的隱患,檢修試驗時的提拉容易引起避雷器出線端密封松動;無泄露電流指示裝置,不利于運行人員監(jiān)視。

3 故障原因

電廠6kvPC段送風機開關柜在運行時速斷保護動作跳閘,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)開關柜電纜室內(nèi)避雷器引線短路接地燒損。C相避雷器在運行中壓敏電阻發(fā)生劣變,在運行電壓下動作,導致C相避雷器接地,產(chǎn)生的大電流熔斷C相避雷器引線,產(chǎn)弧熔斷相鄰A、B相避雷器引線,電弧引起的氣浪沖擊開關柜后盤門及泄壓頂蓋,引起盤門及頂蓋變形,同時開關柜綜合保護裝置檢測到C相接地電流,速斷保護動作使送風機跳閘。

表1

圖1

4 故障分析

故障后調(diào)閱6KV電氣監(jiān)控系統(tǒng),母線電壓正常,母線線電壓為6．3KV,電壓曲線波動范圍在5%以內(nèi);設備開關在運行狀態(tài),沒有啟停操作,不存在操作過電壓。調(diào)閱避雷器最近一次高壓預試試驗報告:主要開展了絕緣檢查和U1mA及0．75U1mA直流耐壓檢查。

檢查數(shù)據(jù):(見表1)。

0．75U1mA試驗電壓一般比實際運行相電壓(峰值)要高些,這樣就很好模擬了實際運行下的泄露電流情況,要求≤50uA。

從圖1可以看出,U1mA是反應避雷器是否受潮的一個拐點,一般避雷器受潮需要一個過程,所以監(jiān)視運行工頻電壓下的泄漏電流對避雷器異常重要。本故障實際就是避雷器在運行時,由于盤柜電纜室內(nèi)有潮氣,加上避雷器出線端部密封受損,疊加因數(shù)造成避雷器受潮,避雷器受潮后最直觀的反應是泄漏電流增加,長時間熱效應累計,最后造成引線絕緣燒損短路。

5 措施建議

(1)電氣配電間在設計時,既要考慮通風性又要兼顧防止盤柜受潮。將現(xiàn)配電室下通風口改為濾網(wǎng)加隔離板,在夏季需要降溫時拉開隔離板通風,冬季拉上隔離板,防止外面冷空氣進入室內(nèi),保證配電室干燥,防止盤柜結(jié)露。(2)將現(xiàn)有避雷器改為帶有在線監(jiān)視泄漏電流型,便于運行人員發(fā)現(xiàn)避雷器隱患,為采取措施爭取時間。(3)根據(jù)對避雷器運行期間泄漏電流的分析,有重點地先檢查其密封性,將其侵泡在溫水中24小時,擦拭干凈后檢查絕緣。(4)目前火電廠6KV開關普遍采用真空斷路器,開關的滅弧能力和同期都較好,這已經(jīng)限制了操作過電壓的發(fā)生,所以無間隙避雷器的電阻片的劣化大大減輕。建議金屬氧化鋅避雷器高壓預試周期由每年雷雨季節(jié)前調(diào)整為2-3年一次,使用5年以后可根據(jù)運行時泄漏電流的增加,縮短預試周期,這樣可減少避雷器頻繁拆卸和提拉引線對出線密封的破壞,同時減少現(xiàn)場勞動強度。

6 結(jié)語

配電型避雷器在電廠使用廣泛,數(shù)量較大,對保護電氣設備異常重要。同時配電型避雷器往往與出線電纜、保護CT安裝在一個間隔內(nèi),它本身的劣化后的短路將對設備安全運行帶來擴大的影響。所以我們要通過運行監(jiān)視加預防試驗來發(fā)現(xiàn)避雷器的劣化規(guī)律,及時采取措施,防止事故擴大。

[1]交流電力系統(tǒng)金屬氧化鋅避雷器使用導則.DL/T804-2002.

[2]電力設備預防性試驗規(guī)程.DL/T 596-1996.

[3]董振亞.電力系統(tǒng)的過電壓保護[M].中國電力出版社,1997.62.