探讨变电站220kV避雷器受潮故障及防范对策

1、    探讨变电站220kv避雷器受潮故障及防范对策    林雄德摘 要：文章首先简单介绍了避雷器的概念、分类及作用，然后针对某220kv变电站氧化锌避雷器受潮故障情况进行具体分析，结合现场实际试验得出故障原因，进而提出了相应的防范对策，为避雷器类似故障提供了可靠有用的处理依靠。关键词：氧化锌避雷器；受潮；防范对策：tm401 文献标志码：a ：2095-2945（2017）27-0079-02前言雷击过电压会在短时间内造成峰值很高的过电压，对电气设备造成很大的威胁。而避雷器则是一种能释放雷电兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电力设备免受瞬时过电压危害

2、，且能截断续流，不致引起系统接地短路的电气设备。避雷器对电气设备起过电压保护作用，其性能的优劣直接影响着变电设备的安全运行，对避雷器受潮原因及防范对策进行深入探讨是很有必要的。1 避雷器的简介避雷器是连接在导线与地之间一种防雷击的设备，与被保护设备并联。在正常情况下，避雷器对地视为断路。一旦出现过电压危及到被保护设备的绝缘时，避雷器动作将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护电气设备的绝缘。当过电压消失时，避雷器恢复原状，起到保护作用。常见的避雷器主要分为管式避雷器、阀型避雷器和金属氧化物避雷器。（1）管式避雷器。保护间隙型，主要是由两个间隙串接组成，一个在产气管内，称为内间隙；另一个

3、在产气管外，称为外间隙。它具有较强的灭弧能力，能在放电后自行灭弧；但采用的火花间隙属于极不均匀电场，会产生很大的截波，运行维护很麻烦，运行不可靠。所以，大多用在供电线路上做避雷保护。（2）阀型避雷器。由多个火花间隔和阀片电阻串联构成，放电分散性小，伏安特性平坦，灭弧性能好。但阀片的热容量有限，不能承受较长时间的内过电压冲击电流作用。（3）金属氧化物避雷器，主要是指氧化锌避雷器，利用氧化锌阀片理想的伏安特性，非线性极高，在大电流时呈低电阻特性，限制了避雷器上的电压；而正常工频电压下呈高电阻特性。具有无间隙，无续流、残压低、通流容量大、反应时间较快等优点，同时耐重复动作能力强，抗老化能力强，性能稳

4、定，结构简单，造价低，被广泛使用。本文主要是针对目前220kv变电站使用最广泛的氧化锌避雷器的受潮故障情况展开探讨。2 氧化锌避雷器受潮现象及原因氧化锌避雷器受潮后容易导致其绝缘性能下降，有可能导致严重的电气设备事故。氧化锌避雷器受潮后一般表现为：（1）瓷套内壁或者阀片外侧有水珠，有明显的闪络痕迹；（2）防爆绝缘筒有放电痕迹；（3）内部铁件及镀锌层、弹簧等有锈蚀現象；（3）带电测试时阻性电流峰值增大，有功损耗增加等。而一般造成氧化锌避雷器受潮的原因有：（1）密封胶圈没有达标或者密封胶圈变形失效、移位等导致水分侵入；（2）避雷器组装时环境湿度过大，氧化锌阀片和绝缘件未经干燥处理便装入瓷套，带入了

5、潮气；（3）瓷套质量不合格，在运输或者安装过程中出现了裂纹。3 氧化锌避雷器试验方法3.1 本体、底座绝缘电阻的测量对避雷器的本体、底座绝缘电阻进行测量是检查器绝缘状态最简便的方法，绝缘电阻的大小可直接反应其绝缘情况，能有效地发现避雷器瓷套裂纹，本体受潮及底座绝缘不良等缺陷。一般在空气湿度不超过80%的条件下进行试验，避免空气中的水分对测量结果造成影响；测试前应用干净的棉丝或布将避雷器表面擦干净，避雷器表面污秽物会导致其表面电阻率降低，测量结果容易受到表面泄漏电流的影响；同时，为了消除避雷器残余电荷的影响，应在试验前进行充分放电。根据规程要求，对于35kv及以上电压等级的避雷器本体绝缘电阻不小

6、于2500m，底座绝缘电阻不小于5m。然后将试验结果和同类设备的数据、出厂试验数据、耐压前后数据进行对比，若发现异常，应立即查明原因。3.2 泄漏电流的测量氧化锌避雷器阀片电阻具有优良的非线性曲线，其电阻值和通过的电流有关。对避雷器进行直流1ma电压u1ma及0.75u1ma的泄漏电流的测量，是为了检查其非线性缺陷及绝缘性能。有利于检查避雷器直流参考电压及避雷器在正常运行中的负荷电流，对确定阀片片数，判断额定电压选择是否合理及老化状态都有十分重要的作用。根据规程要求，投运后，随着避雷器运行时间增加，泄漏电流有一定的增大，0.75u1ma电压下不会超过50ua，而直流1ma电压u1ma与初始值相

7、比变化在±5%以内；所以，通常0.75u1ma下的泄漏电流偏大（大于50ua）或者电压升不上去，则避雷器可能受潮。3.3 运行电压下的交流泄漏电流带电测试在带电状态下，对避雷器工作状态进行带电检测，可有效地发现避雷器阀片的老化、受潮情况。当避雷器内部绝缘不良，电阻片特性发生变化时，如阀片老化、受潮、内部绝缘件受损，及表面严重污损时，泄漏电流中的阻性分量会增大。而阻性电流增大，会使电阻片功率损耗增大，电阻片运行温度增加，加速其老化。4 氧化锌避雷器受潮故障实例分析4.1 故障基本情况某220kv变电站某220kv间隔b相避雷器压力释放阀动作，泄漏电流表烧毁，接地软连接也烧毁断开，未发现

8、避雷器表面有放电痕迹。检修人员对b相避雷器进行绝缘测试，发现绝缘完全损坏，阻值为0。对避雷器进行解体检查发现：（1）均压环一侧有明显的灼伤白点；（2）避雷器的上节及下节法兰处也有灼伤白点；如图1（a）和（b）所示。（3）避雷器下节瓷件的密封槽密封圈存在不均匀的情况，且内壁一侧被严重灼伤，内壁釉层脱落；瓷件密封面有水渍。如图2所示。（4）避雷器上节元件的电阻片有贯穿性闪络迹象，但未发生开裂和击穿现象；（5）避雷器上节元件发现电阻片有开裂和贯穿性击穿现象。4.2 故障原因分析根据现场避雷器解体情况分析可得：（1）避雷器下节的盖板安装时其中一个螺栓没有拧紧，导致了密封槽密封圈不均匀。经过长期运行后，

9、水分从密封面进入了内部，造成了内部绝缘降低。从而引发了后来下节元件的闪络放电，压力释放阀动作。（2）避雷器下节元件的电阻片有贯穿性闪络迹象，表明了避雷器下节元件曾经发生过闪络，造成了避雷器上节承受了工频过电压，引发了避雷器上节元件电阻片有开裂和贯穿性击穿现象。4.3 防范对策为了避免上述事故的再次发生，结合运行维护的经验与实际，提出了以下防范对策：（1）出厂验收。对质量严格把关，严格检查避雷器瓷瓶是否有裂纹，密封性是否完好，试验是否合格等，保证产品绝对合格才出厂安装。（2）安装条件。安装环境应避免湿度过大的天气，同时注意粉尘污染。（3）运行维护。加强避雷器的外部绝缘，可采用在瓷套上涂prtv 或复合绝缘材料等，或者加装屏蔽环，最大限度降低泄漏电流的影响；加强巡视工作，定期清扫表面粉尘并涂刷防污闪硅油；记录不同天气下避雷器计数器的泄漏电流数据并进行对比，发现数据异常增加应立即开展检查工作。积极开展在线监测工作，将避雷器的带电测试工作常态化，以获取避雷器实时的阻性电流值。5 结束语避雷器长期受潮会导致内部绝缘降低，引发内部元件闪络放电，严重时会引发避雷器本体的烧坏或爆炸。应加强对避雷器的维护管理，最大限度避免避雷器因受潮引发故障，提高电网安全运行的水平，对电网的防雷技术进一步改进有推动作用。参考文献：1中国南方电网有限公司.电力设备预防