周杰，張翾喆，丁凱，葉可，朱宏法，王志

（國網(wǎng)浙江省電力有限公司超高壓分公司，浙江 杭州 311100）

目前，金屬氧化鋅避雷器（MOA）廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，其運(yùn)行的可靠性將直接影響著電力系統(tǒng)的安全。近年來，在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，MOA 的爆炸事故時(shí)有發(fā)生，據(jù)某生產(chǎn)廠家對其產(chǎn)品在運(yùn)行中遭受損壞的MOA 事故分析統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，78%是因密封不良受潮引起，22%是因?yàn)檠b配過程中干燥不徹底導(dǎo)致電阻片受潮引起。本文利用阻性電流測試、紅外測溫、高頻電流局放等帶電檢測技術(shù)發(fā)現(xiàn)避雷器缺陷，結(jié)合停電試驗(yàn)及解體過程情況，綜合分析其原因，提出下一步處理和預(yù)防措施。

1 概況

2022 年1 月，某500kV 變電站運(yùn)維人員例行巡視過程中，發(fā)現(xiàn)3 號主變1 號電容器35kV 避雷器B 相泄漏電流達(dá)1.6mA，超過正常值1.2mA 的1.2 倍，排除表計(jì)和環(huán)境因素后，判斷為本體異常。

該避雷器外護(hù)套為復(fù)合硅橡膠材質(zhì)，內(nèi)部主要部件包括上下電極（電極為鐵質(zhì)材料，無鍍鋅層）、壓緊彈簧、氧化鋅電阻片（共18 片）、導(dǎo)電桿、絕緣筒、出線螺栓（接地引出端子）、絕緣套。該避雷器共存在三處密封結(jié)構(gòu)，上、下電極處采用環(huán)氧膠密封，出線螺栓處采用密封墊和螺栓孔自密封。結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。

圖1 避雷器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

2 診斷試驗(yàn)

現(xiàn)場對該異常避雷器開展紅外測溫，未見明顯異常，隨即對其開展泄漏電流、高頻局放等診斷試驗(yàn)。

2.1 泄漏電流試驗(yàn)

阻性電流檢測數(shù)據(jù)，B 相全電流Ix 為1.649mA，阻性電流Ir 為0.797mA，結(jié)果為劣，不合格，A、C 相結(jié)果合格，相關(guān)檢測數(shù)據(jù)如表1 所示，阻性電流檢測無歷史數(shù)據(jù)。

從表1 可以看出，B 相的全電流值、阻性電流值均明顯大于A、B 相，其中B 相的全電流值分別是A 相和C相的1.6 倍和1.65 倍；B 相阻性電流值分別是A 相和C相的13.07 倍和7.38 倍。根據(jù)Q/GDW 11369—2014《避雷器泄漏電流帶電檢測技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用導(dǎo)則》，在進(jìn)行橫向比較時(shí)，同一廠家、同一批次、同相位的產(chǎn)品，如果全電流或阻性電流差別超過70%，那么即使參數(shù)不超標(biāo)，避雷器也有可能異常?，F(xiàn)場隨即將該避雷器退出運(yùn)行。

2.2 高頻局放試驗(yàn)

采用PD Check 高頻局放儀對避雷器三相本體分別進(jìn)行高頻局放檢測，B 相存在異常高頻局部放電信號，呈絕緣類放電特征，A、C 相未見明顯異常局部放電信號，檢測圖譜如圖2 所示。

圖2 B 相高頻局放檢測圖譜

2.3 直流1mA 電壓（U1mA）及0.75U1mA 下泄漏電流試驗(yàn)

避雷器三相本體進(jìn)行直流1mA 電壓（U1mA）及0.75U1mA 下泄漏電流試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 某35kV 避雷器現(xiàn)場直流試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由表2 看出，B 相避雷器U1mA 初值差48.6%（規(guī)程要求初值差不大于±5%），I0.75U1mA 為252.4μA（規(guī)程要求不大于50μA），不滿足規(guī)程Q/GDW 1168—2013《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定要求值。A、C 相試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格。

2.4 工頻參考電壓、持續(xù)電流及脈沖局放試驗(yàn)

對該避雷器施加工頻電壓進(jìn)行工頻參考電壓、持續(xù)電流和局部放電測試，測試數(shù)據(jù)如表3 所示，脈沖局放圖譜如圖3 所示。

表3 工頻參考電壓、持續(xù)電流及脈沖局放試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖3 脈沖局放試驗(yàn)圖譜

由表3 看出，B 相避雷器1mA 工頻參考電壓28.9kV，持續(xù)運(yùn)行電壓Uc 下全電流IX為2395μA、阻性電流峰值IRP 為2391μA。由圖3 看出，B 相避雷器在1.05Uc下的局部放電量為41PC，圖譜呈現(xiàn)內(nèi)部絕緣放電特征。

3 返廠解體檢查

3.1 解體檢查

解體前，對3 號主變1 號電容器35kV 避雷器B 相外觀進(jìn)行檢查，絕緣子外表面無破損龜裂情況，無放電痕跡。

從B 相避雷器頂部削除硅橡膠外護(hù)套，切割后，分離出上電極和壓緊彈簧，檢查發(fā)現(xiàn)，上電極（電極為鐵質(zhì)材料，無鍍鋅層）朝壓緊彈簧的一面存在明顯銹蝕痕跡。

將避雷器下部切割開，分離出出線螺栓導(dǎo)電環(huán)和下電極，檢查發(fā)現(xiàn)，下電極朝出線螺栓的一面存在明顯銹蝕痕跡。將出線螺栓導(dǎo)電環(huán)與絕緣筒分離，檢查發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電環(huán)外側(cè)（出線螺栓孔側(cè)面）存在明顯銹蝕痕跡，如圖4 所示。

圖4 避雷器下電極

將出線螺栓導(dǎo)電環(huán)與絕緣筒分離，檢查發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電環(huán)外側(cè)（出線螺栓孔側(cè)面）存在明顯銹蝕痕跡，如圖5 所示。

圖5 避雷器下電極導(dǎo)電環(huán)

將上電極和下電極分別沿側(cè)面切割開，上下電極采用環(huán)氧膠密封，檢查未發(fā)現(xiàn)明顯異常。

從壓緊彈簧下方外護(hù)套切割口處依次取出氧化鋅電阻片（共18 片），檢查發(fā)現(xiàn)，其中第1 ～4 及18 片電阻片存在明顯受潮痕跡。

3.2 避雷器氧化鋅電阻片試驗(yàn)

3.2.1 電阻片直流試驗(yàn)

對拆解下來的B 相避雷器電阻片（共18 片）進(jìn)行直流1mA 電壓（U1mA）及0.75U1mA 下泄漏電流試驗(yàn)，僅第6 ～12 片電阻片直流1mA 電壓合格，第7 片0.75U1mA 下泄漏電流合格，其他數(shù)據(jù)均不合格，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4 所示。

表4 電阻片直流試驗(yàn)數(shù)據(jù)（部分）

3.2.2 電阻片烘干后直流試驗(yàn)

選取B 相避雷器第2-5、17、18 片共6 片劣化氧化鋅電阻片在130℃恒溫下烘烤5h 后，進(jìn)行直流1mA 電壓（U1mA）及0.75U1mA 下泄漏電流試驗(yàn)測量，試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格，恢復(fù)正常。

3.3 正常相避雷器水煮試驗(yàn)

對C 相（正常相）避雷器進(jìn)行42 小時(shí)水煮試驗(yàn)（鹽水煮），密封試驗(yàn)合格，直流1mA 電壓（U1mA）及0.75U1mA 下泄漏電流試驗(yàn)及工頻脈沖局放試驗(yàn)合格。

4 結(jié)語

氧化鋅電阻片烘干后直流試驗(yàn)合格，可基本判斷閥片本身并未出現(xiàn)老化或者劣化現(xiàn)象，這是本次紅外測溫未發(fā)現(xiàn)明顯異常的原因。綜合現(xiàn)場檢測、解體前試驗(yàn)及解體檢查情況，判斷該避雷器B 相泄漏電流異常原因?yàn)楸芾灼鲀?nèi)部受潮?？偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)如下：

（1）避雷器阻性電流測試是發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部故障的有效檢測手段，同時(shí)結(jié)合紅外測溫和停電診斷試驗(yàn)，三者互相驗(yàn)證，可以大大提高避雷器缺陷診斷的準(zhǔn)確性。

（2）避雷器生產(chǎn)廠家應(yīng)加強(qiáng)生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)過程的管控，對重點(diǎn)環(huán)節(jié)和部件嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)格開展出廠檢驗(yàn)，防止類似因設(shè)備缺陷引發(fā)的事故發(fā)生。

（3）對于同廠家同型號的設(shè)備，重點(diǎn)做好運(yùn)行狀況的運(yùn)維巡視，綜合利用避雷器阻性電流測試、紅外測溫等帶電檢測及在線監(jiān)測等有效手段，對避雷器進(jìn)行常態(tài)化檢測，確保設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。