避雷器检修知识讲座课件

1、避 雷 器避 雷 器1. 避雷器的作用 自1985以来，由无间隙金属氧化物避雷器（简称避雷器）逐渐取代碳化硅阀式避雷器。避雷器不仅可以防雷，更主要作用是稳定和限制电压、吸收能量的作用；它应用非常广泛，从电子元件（压敏电阻）的弱电系统，到电力系统超高压，均可以看到避雷器的身影。 目前国内运行的最高电压等级的避雷器为1000kV。避雷器V-I特性曲线Ur-额定电压U c-持续运行电压1. 避雷器的作用避雷器V-I特性曲线2. 避雷器的主要电气参数2.1 避雷器的额定电压 施加于避雷器端子间的最大允许工频电压有效值。此电压所设计的避雷器能在所规定的动作负载试验确定的暂时过电压下正确动作。它是表明避雷

2、器运行特性的一个重要参数，但它不等于系统的额定电压。 系统电压 电站用额定电压 500kV 420kV 444kV 220kV 204kV 66kV 90kV 96kV 10kV 17kV2. 避雷器的主要电气参数避雷器检修知识讲座课件2.2 避雷器的持续运行电压 在运行中允许持久施加于避雷器端子间的工频电压有效值它也是表明避雷器运行特性的一个重要参数，但它不等于系统的相电压。 500系统 Ur=444 kV Uc=324kV 1.02Umxg 220系统 Ur=204kV Uc=159kV 1.10Umxg 66 系统 Ur=96kV Uc= 75kV 1.80Umxg2.2 避雷器的持续运

3、行电压2.3 避雷器的工频参考电流和参考电压 避雷器端子间施加工频电压，当流过避雷器的工频参考电流（阻性电流峰值）达到设备规定值（厂家的规定值）时，测量其工频参考电压最大峰值除以2，且应不小于避雷器的额定电压。2.4 避雷器的直流参考电压 避雷器端子间施加直流电压，当避雷器的直流参考电流为1mA时，测量其直流参考电压。 避雷器的直流泄漏电流：在0.75倍直流1mA参考电压下的，测量避雷器的直流泄漏电流，其值应小于50A。2.3 避雷器的工频参考电流和参考电压3. 避雷器结构 避雷器是由非线性金属氧化物电阻片串联或并联组成无并联或串联放电间隙的避雷器。 非线性金属氧化物电阻片（简称电阻片），具有

4、非线性伏安特性，在过电压时呈低电阻，从而限制避雷器端子间的过电压，而在正常工频电压下呈现高阻。避雷器是由氧化锌电阻片叠加而成。 国产避雷器电阻片：大号电阻片-500kV级以上用， 直径115mm136mm。中号电阻片-66kV220kV用， 直径50mm70mm小号电阻片-35kV级以下用 直径 2535mm氧化锌电阻片3. 避雷器结构国产避雷器电阻片：氧化锌电阻片瓷套（复合外套）式避雷器： 110kV及以下 电压等级的是每相单节构成； 220kV及以上电压等级每相是多节构成；如：220kV-2节500kV-3节、750kV-4节等，且上节顶部有均压环。 500kV及以上电压等级避雷器，上节和

5、中节带有均压电容；部分国产500kV避雷器已取消均压电容。500kV220Kv瓷套（复合外套）式避雷器：500kV220Kv均压电容棒电阻片1000kV避雷器500kV避雷器电阻片柱10001000kV避雷器电阻片柱-每节4柱并联均压电容棒底座避雷器均压电容棒电阻片1000kV避雷器500kV避雷器电阻片柱1避雷器检修知识讲座课件 外绝缘分类：瓷外套避雷器、复合外套避雷器、GIS内避雷器单相和三相共罐。 外绝缘分类：瓷外套避雷器、复合外套避雷器、GIS内避雷器 带间隙避雷器有内间隙避雷器和外间隙避雷器。外间隙避雷器主要用于输电线路上，避雷器本体加串联外间隙。线路避雷器本体间隙支撑绝缘子 带间隙

6、避雷器有内间隙避雷器和外间隙避雷器。220kV 保护线路出口断路器小间隙避雷器 间隙为 250-10 mm220kV保护绝缘子带间隙避雷器，其间隙为880930 mm220kV 保护线路出口断路器小间隙避雷器35kV系统用过电压保护器结构图电阻片和放电间隙串联放电间隙电阻片间隙灭弧筒过电压保护器35kV系统用过电压保护器结构图电阻片和放电间隙串联放电间隙Y10W5-204/532W 瓷外套 Ur 204kV 残压 532kV 耐污型HY5WR3-90/236W 复合外套 电容器 Ur 90kV 残压 235kV 耐污型HY1.5W2-144/320W 复合外套 变压器中性点 Ur 144kV

7、残压 320kV 耐污型HY10CX5-204/500 复合外套 带串联间隙线路避雷器 Y10W5-204/532W 瓷外套 Ur避雷器铭牌： 型号、额定电压（Ur）、持续运行电压（Uc）、 直流 1mA参考电压（U1mA或UDC）、标称放电电流 制造厂、出厂日期、出厂编号（额定电压42kV及以上） 元件装配位置标志（220kV及以上多节避雷器）避雷器铭牌：5. 避雷器试验（daidian带电测量5. 避雷器试验（daidian带电测量直流试验 避雷器的直流试验是直流1mA参考电压及0.75倍直流1mA参考电压下的泄漏电流，目的考核整体绝缘状况，与避雷器的出厂数据比较，直流1mA电压不小于出厂

8、值的5%，直流泄漏电流小于50A，同时与前一次测量数据比较。基准周期：3年 2节以上的避雷器应分节测量。GB11032标准中规定的数据发现如下异常，也进行直流试验：红外热像检测时，温度异常；(三相比较温差0.51.0K）运行电压下持续电流偏大（三相比较或自身纵向比较，大于1.2倍）有电阻片老化或内部受潮的家族缺陷，隐患未消除。直流试验GB11032标准中规定的数据发现如下异常，也进行直运行中持续电流检测 测量持续运行电压下的泄漏电流及阻性电流，每年在雷雨季节前进行。 在持续运行电压下的避雷器泄漏电流（即全电流）Ix，由容性分量电流Ic和阻性电流分量电流IR两部分组成，Ic较IR大得多，Ic约是

9、IR的510倍。运行中持续电流检测 停电试验时，施加电压为避雷器的持续运行电压，如:额定电压204kV的避雷器，其持续运行电压为159kV. 且施加电压的高压引线与避雷器尽量趋于90。 交接试验时，避雷器在地面测量，测量结果可与出厂数据比较，无显著差别； 避雷器已安装到位，其测量结果三相之间进行比较，无显著差别。 多节避雷器应分节进行试验，且测量结果应与同位置的三相之间数据比较。 测量阻性电流可以反映避雷器的绝缘状况，如老化、受潮等问题。 运行电压下测量，测量数据：纵向比较与上一次测量数据进行比较；横向比较与相同位置的同期、同型号、同厂家设备进行比较。 停电试验时，施加电压为避雷器的持续运行电

10、压，如:额 目前广泛采用的避雷器运行监测器，在避雷器接地引下线中，串联1个在线监测器，它只能测量出避雷器运行中的总泄漏电流，由于Ic大，IR小，阻性电流增加了一倍，总电流只增加了百分之二。如果只测量全电流的变化是无法决定避雷器是否该停电检查的。 运行电压下测量时，应注意避雷器相间干扰、表面污秽及大气环境对测量结果的影响。 目前广泛采用的避雷器运行监测器，在避雷器接地引下放电计数器功能检查及运行监测器电流表校验 对放电计数器进行检查并记录当前基数。 运行监测器电流表校验，220kV及以下电压等级：1mA；500kV电压等级：2mA；准确度5%。工频参考电压试验 诊断内部电阻片是否老化，对于单项多

11、节结构应逐节进行。 测量的工频参考电压最大峰值除以2，其值应不小于避雷器的额定电压。放电计数器功能检查及运行监测器电流表校验工频参考电压试验6. 异常事例6.1 红外热像仪检测 在某变电站进行红外检测法相110kVB相氧化锌避雷器温度异常，其中B相28.5，其他两相26.8 解体后，发现B相上节受潮。6. 异常事例避雷器检修知识讲座课件避雷器上节红外图下节红外图220kV复合外套避雷器红外图避雷器上节红外图下节红外图220kV复合外套避雷器红外图上节和下节全电流比较：相差1.69倍，阻性电流 7.7倍（127kV）整只和下节全电流比较：相差1.1倍，阻性电流 2.8倍（127kV）上节和下节全

12、电流比较：相差1.69倍，阻性电流 7.7倍（1“0”时加压红外图加压“18”分钟后红外图66kV复合外套避雷器温度异常避雷器直流1mA电压29kV“0”时加压红外图加压“18”分钟后红外图66kV复合外套避7 500kV避雷器运行电压下的测试 几组500kV氧化锌避雷器，安装在不同位置，带电测量数据。 型号：Y20W-420/1046W 每相由三节构成，无均压电容。 同一厂家，同期产品 2008年11月同时投运 7 500kV避雷器运行电压下的测试 8. 避雷器交流试验的重要性 避雷器的交流试验，可以发现直流试验所发现不了的问题。原因是避雷器电气等值回路是由电容和电阻并联，直流试验只能反映电

13、阻状况。8.1 一相上下节不同电阻片避雷器 110kV 2节构成 交接试验时发现“117”避雷器下节试验数据异常，与厂家沟通进行更换。8. 避雷器交流试验的重要性避雷器检修知识讲座课件8.2 安装错位 某电厂2#主变前500kV避雷器预防性试验，直流试验未发现异常，但进行持续运行电压试验时，出现异常数据。上、中、下三节持续运行电压下的交流泄漏电流实测值为：以A相为例： 上节 2.13 mA(rms)、中节 2.50 mA(rms)、节 2.82 mA(rms) 其他两相均按此顺序排列(正常是上节最大、 中节次之、 下节最小)。由此说明，目前2#主变前500kV避雷器上、下节安装错位了，带来的危

14、害是整体避雷器的电压分布极不均匀，上节承受很高电压，内部电阻片老化速度加快，运行寿命缩短，严重会发生热崩溃。 该组避雷器是2007年10月投运，2008年8月预试。出现问题的原因是交接验收试验时，对该组避雷器只进行了直流试验未进行交流试验。8.2 安装错位 8.3 厂家标识错误 500kV新建变电站 型号：Y20W5-444/1063W 编号：4774 同批12相 最大持续运行电压：324 kV 出厂日期：2009年6月 每相由三节构成，上节和中节带均压电容 2010年3月测量数据。 8.3 厂家标识错误8.4 交流异常数据500kV扩建变电站 2组避雷器同一个厂家，同批产品，每相由三节构成，

15、上节和中节有均压电容。 型 号：Y20W5-444/1063 额定电压： 444 kV 持续运行电压： 324 kV 出厂日期： 2009 年 6月8.4 交流异常数据试验结果的判断： 同类、同期、同厂家的设备，在同样状态下，采用同种测试方法和仪器，其测试结果应无显著差别；若发现试验数据异常，应首先排除环境影响，其次试验仪器有无异常、试验接线是否正确，然后再次测量，若结果仍与先前一样，再根据其他测试项目，综合判断被试设备的是否合格。 试验结果的判断： 220kV线路避雷器故障图片（2012年6月25日20:51） 220kV线路避雷器故障图片（2012年6月25日20:5避雷器参数型号：HY1

16、0WX-216/562 复合外套绝缘额定电压：216kV持续运行电压：172.8kV10 kA下雷电冲击残压：562kV（峰值）出厂日期：2010年1月制造厂：浙江固力发电气有限公司投运日期：2010年3月8日结构：有2节构成，无间隙金属氧化物避雷器避雷器参数 均压环上烧损的小洞 均压环上烧损的小洞导线侧（上节）图片导线侧（上节）图片接地侧（下节）图片接地侧（下节）图片避雷器产品问题 本次故障避雷器电阻片柱外绝缘层是“无纬带”，存在问题。根据目前了解情况，复合外套避雷器电阻片柱外绝缘层，主要采用两种绝缘绝缘层环氧树脂和无纬带，无纬带主要用在35kV电压等级以下的产品，它的主要缺陷是缠绕胶粘后，

17、易出现缝隙，发生局部放电。避雷器产品问题18项反措对避雷器要求14.6.1 对金属氧化物避雷器，必须坚持在运行中按规程要求进行带电试验。当发现异常情况时，应及时查明原因。35kV及以上电压等级金属氧化物避雷器可用带电测试替代定期停电试验，但对500kV金属氧化物避雷器应35年进行一次停电试验。带电试验：包括泄漏电流测试及红外精确测温。泄漏电流（全电流、阻性电流）测试、红外精确测温可以发现避雷器运行中的受潮和电阻片的劣化情况，因此应坚持在运行中进行带电测试。带电试验应严格按周期进行，并加强试验数据的分析，对阻性电流增长超过50%的应进行复测，对于阻性电流超过100%的应停电进行直流试验。考虑到5

18、00kV避雷器的重要性，还应进行定期停电试验。18项反措对避雷器要求14.6.1 对金属氧化物避雷器，必18项反措对避雷器的要求14.6.3 110kV及以上电压等级避雷器应安装交流泄漏电流在线监测表计。对已安装在线监测表计的避雷器，有人值班的变电站每天至少巡视一次，每半月记录一次，并加强数据分析。无人值班变电站可结合设备巡视周期进行巡视并记录，强雷雨天气后应进行特巡。 避雷器泄漏电流在线监测应严格按照周期进行，目前该试验由运行班组进行，试验数据应有专人进行分析，建议在在线监测表计精度满足测试要求的前提下，全电流增长超过20时应进行加强带电测试周期，测量全电流和阻性电流，并进行分析、判断，必要

19、时进行直流试验。 18项反措对避雷器的要求14.6.3 110kV及以上电压 避雷器故障 1 抚顺乾武220kV避雷器 2013年3月9日，抚顺供电公司试验人员在进行220千伏乾武变电站220千伏抚乾1#线例行试验（新投一年）中发现B相避雷器上节存在严重绝缘缺陷，并将此相避雷器上下节全部更换，缺陷相避雷器上节返厂解体。 设备情况：型号 Y10W1-204/520 出厂日期 2011年7月 投运日期 2012年9月 廊坊电科院东芝避雷器有限公司 避雷器故障 1 抚顺乾武220kV 现场发现情况： 避雷器拆下后发现上节避雷器下端有一直径约1厘米的孔，防爆膜和铝保护板被刺透，避雷器内部与外界连同，观

20、察孔洞附近创口可以明显辨认其为外部向内刺穿，且无电弧灼伤的痕迹。详见下图： 现场发现情况： 解体情况 打开上下法兰后，电阻片柱两端受潮严重，且内部干燥剂袋已破损。下法兰防爆膜损坏-内侧避雷器芯体上部避雷器芯体下部避雷器电阻片柱 解体情况下 解体情况 一. 安装问题电阻片受潮情况环氧绝缘支架放电点结论：根据试验及返厂解体情况，此次事件是由于防爆膜和铝保护板在投运前被刺穿，导致内部受潮。交接试验时由于设备尚未运行，潮湿空气在短期内未能造成较大影响，因而交接试验数据正常；运行后由于内部与外部温差加大，空气携带的水分与内部元件反复交换，致使内部元件受潮。 解体情况 一. 安装一.安装问题2 彰东风电场

21、220kV避雷器 2013年5月20日，在一次停电试验，发现220kV变前一组避雷器,其中1相上节直流1毫安电压试验时，U1mA电压只有出厂值的30%,更换后，发现上节避雷器下法兰底部防爆板有较长刀割痕迹。5月24日在电科院进行解体。 设备情况 ： 型号 Y10W-204/532 投运 2009年 山东泰开集团解体情况避雷器下法兰外部划痕避雷器下法兰内侧避雷器电阻片柱下端口一.安装问题2 彰东风电场220kV避雷器避雷器下法兰外部划一.安装问题避雷器电阻片柱避雷器电阻片绝缘支架放电点电阻片侧面受潮一.安装问题避雷器电阻片柱避雷器电阻片绝缘支架放电点电阻片侧 2013年08月23日16时39分，

22、沙河营变电站2号主变一次侧避雷器A相压力释放动作，避雷器故障，在线监测器已烧损。 型号：Y20W-420/995W 出厂日期：2007年07月制造厂：南阳金冠电气有限公司 投运日期：2007年12月二. 生产厂家问题A相拆除后现场照片 2013年08月23日16时39分，沙河营变 二. 生产厂家问题下节解体情况下节下法兰的防爆板已脱落 下节电阻片柱及部分电阻片下节电阻片击穿“洞”下节靠近下法兰处铝垫块烧融 二. 生产厂家问题下节解体 二. 生产厂家问题中节解体情况中节下法兰外部、内部及对应瓷套边缘锈蚀情况中节电阻片柱及电阻片烧损情况 二. 生产厂家问题中节解体 二. 生产厂家问题上节解体情况上

23、节下法兰及脱落的防爆板上节电阻片烧损情况 二. 生产厂家问题上节解体 二. 生产厂家问题分析：现场及解体情况看，每节避雷器的下法兰均有不同程度的锈蚀，特别是故障相中节、下节下法兰盖板锈蚀严重，拆除时发现内部存有大量水 下节下法兰压力释放口内积水及与底座连接处盖板渗水 下节瓷套表面由于中节下法兰内积水形成的水流痕迹 二. 生产厂家问题分析：现 二. 生产厂家问题避雷器下法兰避雷器上法兰上法兰排水口 通常下法兰有通风排水口，但此设备的通风排水口在上法兰，因此造成下法兰进水后，不能将内部水排出，造成积水，导致下法兰密封盖板锈蚀、防爆板长期在水中浸泡受潮。 二. 生产厂家问题避雷器下 二. 生产厂家问

24、题 结论：沙河营500kV变电站2#主变一次侧避雷器A相故障主要原因是由于避雷器下法兰没有通风排水口，当内部有积水时不能及时排除，导致下法兰密封盖板和防爆板锈蚀，防爆板长期浸泡水中受潮，避雷器内部电阻片柱及绝缘支撑杆受潮，避雷器故障。 二. 生产厂家问题 结论：- 1 -2013年2月11日11时42分，营口220kV仙人岛站仙白甲线66kVA相避雷器落地、烧损， B相避雷器上半部烧损。A相避雷器引线及上法兰B相表面烧损痕迹A相落地及受损情况生 产 厂 家 问 题- 1 -2013年2月11日11时42分，营口220kV仙 B相外绝缘情况：整体共有3个破损点，见图 避雷器烧损点 B相外绝缘情况

25、：整体共有3个破损点，见图避雷器烧损点- -交接试验试 验 情 况- -交接试验试 验 情 况- - B相整体烧损痕迹- - B相整体烧损痕迹- -B相内部整体情况B相烧损严重部分电阻片部分炸裂的电阻片- -B相内部整体情况B相烧损严重部分电阻片部分炸裂的电- -A相解体情况潮湿迹象点电阻片故障相A相避雷器情况 - -A相解体情况潮湿迹象点电阻片故障相A相避雷器情况 非故障相-C相解体情况锈蚀裸铜线锈蚀的弹簧锈蚀的弹簧电阻片潮湿部分非故障相-C相解体情况锈蚀裸铜线锈蚀的弹簧锈蚀的弹簧电阻片潮平均每片电阻片U1mA电压为4.57C相电阻片试验情况平均每片电阻片U1mA电压为4.57C相电阻片试验

26、情况 从A、B、C三相解体情况、C相高压试验数据及运行时限来看，能够使避雷器在运行较短时间内发生故障的最大可能原因是避雷器内部受潮，使得避雷器整体绝缘迅速下降，导致今天这样的结果。 从A、B、C三相解体情况、C相高压试验数据及运行时限来仙白乙线退出后避雷器的解体情况 2013年3月1日将仙白乙线避雷器进行更换，退出运行。现场试验人员对退运后的避雷器进行交直流试验，发现其中一相（C相）避雷器直流1mA电压明显下降。仙白乙线退出后避雷器的解体情况 2013年3月1日将仙电阻片柱外部固定胶电阻片柱放电痕迹放电痕迹电阻片柱外部固定胶电阻片柱放电痕迹放电痕迹C相上法兰内弹簧圈和裸铜线锈蚀情况避雷器灌胶孔

27、锈蚀点C相上法兰内弹簧圈和裸铜线锈蚀情况避雷器灌胶孔锈蚀点电阻片受潮受潮电阻片与干燥电阻片比较电阻片受潮受潮电阻片与干燥电阻片比较退运C相电阻片直流数据退运C相电阻片直流数据 自仙白甲线避雷器故障后解体后，2013年2月18日电科院对避雷器上法兰导线安装孔（螺栓孔）注满水（上面用透明胶带封住），放置24小时后，发现其中一孔的水位降低2个螺旋距离；放置48小时，又降低至45螺旋距离。电科院对避雷器法兰进行的工作水位降低螺栓孔 24小时后 48小时后 自仙白甲线避雷器故障后解体后，2013年2月18日电 受潮原因是避雷器上法兰2-M12螺孔尺寸超差和法兰未按规定尺寸加工。图纸规定2-M12螺孔孔深

28、20mm，该批中有个别法兰孔深超差至24mm使法兰底部变薄；同时工程所用螺栓稍长时，在安装过程会将法兰底部拧裂导致上法兰漏水使避雷器受潮。上法兰图螺栓孔底部 受潮原因是避雷器上法兰2-M12螺孔尺寸超差和法兰未 瓷外套避雷器故障 2013年2月1日02时36分： 营口五环220kV变电站220kV热环#1线三相跳闸，显示A相接地故障；现场检查发现站内220kV热环#1线A相避雷器故障。型号：Y10W1-204/532GW 出厂日期：2009年8月结构：2节构成 上节有均压环 避雷器高度：21655 mm 高海拔 E级污秽外爬电比距：3.1cm/kV 爬电距离：7812mm投运日期：2009年11月 瓷外套避雷器故障 2013年2月1日02时36分： 上节瓷外套下节瓷外套上节瓷外套下节瓷外套上、下法兰防爆板电阻片柱电阻片瓷套内部瓷釉A相上节解体上、下法兰防爆板电阻片柱电阻片瓷套内部瓷釉A相上节解体A相下节解体上、下法兰