武魯曉，徐東生，杜安東，秦 松，吳小川

（國網泰安供電公司，山東 泰安 271000）

0 引言

氧化鋅避雷器在限制電網設備過電壓、確保電網安全運行方面起著重要的作用，是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分［1－2］。隨著設備的長期運行，氧化鋅避雷器電阻片長期承受工頻電壓的作用，其內部的電阻片特性和絕緣狀況逐漸發(fā)生變化，出現受潮或老化現象，導致運行泄漏電流超標，嚴重影響電網設備安全穩(wěn)定運行。結合現場實際案例，針對氧化鋅避雷器運行泄漏電流超標問題，從電阻片老化和內部受潮兩方面進行分析和探討，同時結合紅外檢測數據和設備解體進一步找出故障的原因。

1 試驗情況

2015年04月25日，變電運維人員在進行范鎮(zhèn)站設備巡視時，發(fā)現35 kV I母線W相避雷器泄漏電流指示達到0.7 mA，U、V兩相均為0.25 mA，根據《輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》規(guī)定，當阻性電流增加0.5倍時應縮短試驗周期并加強監(jiān)測，增加1倍時應停電檢查。電氣試驗班人員于26日對35 kV I母線避雷器三相進行了泄漏電流帶電測試，結果如表1所示。

表1 Ⅰ母線避雷器帶電測試數據表

其中，Ixp是全電流峰值，Ir1p是阻性基波電流峰值，Ic1p是容性基波電流峰值。

由表1中可以看出，U、V相套管數據均正常，W相阻性電流基波峰值達566 μA，是其他兩相的25.7倍；容性電流峰值達689 μA，高出其他兩相一倍以上；總電流峰值達869 μA，是其他兩相的2.6倍，判定W相避雷器存在嚴重的缺陷。

2 氧化鋅避雷器泄漏電流超標原因分析

2.1 避雷器電阻片老化和內部受潮

在正常運行情況下，通過避雷器的電流主要是容性電流，阻性電流很小。但當避雷器內部絕緣狀況不良以及電阻片特性發(fā)生變化時，泄漏電流中的阻性分量就會增大很多，而容性電流變化不大。

由于氧化鋅避雷器電阻片長期承受工頻電壓的影響，在運行一段時間之后，出現部分閥片劣化現象，使避雷器參考電壓降低［3］，阻性電流隨之增大，造成功率損耗增加，電阻片運行溫度隨之增加，從而加速電阻片的老化。電阻片老化的惡性循環(huán)最終造成氧化鋅避雷器的徹底損壞。表2是35kV I母線避雷器近幾年帶電測試的試驗數據。

表2 近幾年避雷器帶電測試數據

由表2中可以看出，U、V相套管數據均正常，W相阻性電流值在2013年開始有所變化，而在2015年數值達566 μA，是上一年數值的12.9倍，是其他兩相的25.7倍；總電流達631 μA，是上一年數值的2倍，是其他兩相的2.6倍。按照山東電力集團公司《輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》［4］規(guī)定，阻性電流初值差≤50%，且全電流≤20%。當阻性電流增加0.5倍時應縮短試驗周期并加強監(jiān)測［5］，增加1倍時應停電檢查。試驗人員首先排除試驗接線錯誤、試驗引線接觸不好等外界因素，經過進一步分析、判斷，確定是避雷器受潮和電阻片老化造成數據異常的。該避雷器內部電阻片特性和絕緣狀況在長期運行過程中逐漸劣變，造成泄漏電流中的阻性分量增大，電阻片的功率損耗隨之增大，運行溫度升高，從而加速電阻片的老化；而避雷器內部受潮、閥片嚴重老化導致泄漏全電流的增加。對該避雷器進行解體后發(fā)現，該相避雷器密封材料老化，使潮氣、水分進入，導致內部絕緣受損，從而加速電阻片老化。

2.2 紅外成像檢測數據分析

在對35 kVⅠ母線W相避雷器進行紅外成像檢測時，發(fā)現W相避雷器中部明顯發(fā)熱，達30.5℃，高出正常部位10℃。文獻［6］中規(guī)定，10～60 kV避雷器設備相間溫差為0.5～1℃時，出現局部發(fā)熱為異常，故障特征為閥片受潮或老化，由此進一步判定該避雷器內部存在受潮和老化缺陷，圖1、2為避雷器W相套管發(fā)熱處的紅外圖像和可見光圖像。

圖1 35 kVⅠ母線W相避雷器熱像圖

圖2 35 kVⅠ母線W相避雷器可見光圖

3 隱患處理情況

工作人員對35 kVⅠ母線W相避雷器進行拆解檢查，打開頂部端蓋，取出彈簧和引流電極，可明顯發(fā)現彈簧已經受潮銹蝕，見圖3。由此可基本判斷該避雷器是由于頂部端蓋密封不嚴導致進水使避雷器受潮老化。

繼續(xù)解體，取出橡膠套所包裹的氧化鋅閥片，可明顯發(fā)現橡膠套表面存在燒蝕痕跡，見圖4，其位置對應紅外圖譜中發(fā)熱處。同時在避雷器外瓷套內壁同樣位置可見燒蝕痕跡，見圖5。

圖3 35 kVⅠ母線W相避雷器彈簧銹蝕

圖4 35 kVⅠ母線W相避雷器橡膠套表面銹蝕

圖5 35 kVⅠ母線W相避雷器外瓷套內壁銹蝕

打開橡膠套，可見串聯的氧化鋅閥片，燒蝕位置處的氧化鋅閥片存在明顯的受潮痕跡，可以看到明顯的水漬和銹蝕現象，該位置處于串聯氧化鋅閥片最底部的2～3片氧化鋅閥片處，見圖6?？梢酝茰y，雨水從避雷器頂部端蓋滲入后一直流到串聯氧化鋅閥片底部，該處氧化鋅閥片受潮并初步老化，造成泄漏電流明顯增加。同時由于阻性電流增大，加之閥片老化導致該處損耗增大，溫度異常升高。

將該相避雷器更換，投運前進行了該相避雷器的交接試驗，試驗數據如表3所示，試驗全部合格。投運后及時觀察運行電壓下的泄露電流值，恢復正常。

圖6 35 kVⅠ母線W相避雷器閥片銹蝕

表3 更換W相后的Ⅰ母線避雷器帶電測試數據表

4 結束語

運行中的避雷器泄漏電流數據異常多是由于設備閥片老化、內部受潮導致，造成阻性電流增大。針對此類問題，應加強巡回檢查，做好記錄和數據分析，正確判定避雷器狀況。同時做好避雷器定期帶電監(jiān)測工作，必要時縮短周期，發(fā)現隱患及時上報處理。數據異常時要綜合分析，逐項排除，并結合其他試驗進行判斷。針對此類設備，應適當縮短檢修周期，合理安排停電時間，同時應大力推廣紅外成像診斷技術等帶電檢測手段的應用。

［1］張鐵華.電氣試驗技能培訓教材［M］.北京：中國電力出版社，2004：80-97.

［2］蔣慶云.廉國海.220 kV氧化鋅避雷器泄露電流超標的原因分析［J］.湖南電力，2012，32 （5）：17-20.

［3］謝忠寶.李強.220kV氧化鋅避雷器泄露電流超標的原因及處理［J］.吉林電力，2009，37 （2）：54-56.

［4］國家電網公司.輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程：QGDW 1168—2013 ［S］.北京：中國電力出版社，2013.

［5］國網山東省電力公司.變電設備帶電檢測工作實施細則［S］.2014.

［6］中國電力科學研究院.帶電設備紅外診斷應用規(guī)范：DLT 664—2016 ［S］.2016.