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试论避雷器试验数据异常的分析及判断聂大禹

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：聂大禹

[导读] 摘要：在电力系统中，避雷器设备占有重要地位，其主要作用是对操作引起内部过电压与雷电引起内部过电压进行限制。本文将紧密结合案例，首先对数据异常情况进行描述，然后对缺陷避雷器的具体检查方法及流程作出说明，针对检查结果，分析异常原因，并提出避雷器使用及试验检查中的有关思考。

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        摘要：在电力系统中，避雷器设备占有重要地位，其主要作用是对操作引起内部过电压与雷电引起内部过电压进行限制。本文将紧密结合案例，首先对数据异常情况进行描述，然后对缺陷避雷器的具体检查方法及流程作出说明，针对检查结果，分析异常原因，并提出避雷器使用及试验检查中的有关思考。
        关键词：避雷器；试验数据异常；带电试验
        前言
        避雷器的状态好坏会影响到电力系统的正常运行，随着避雷器检测技术的逐渐发展，现阶段，避雷器检测技术已经突破了传统的预防性试验，诸如在线监测技术、带电检测技术都在实践中取得了良好的效果，这些技术的使用可以对避雷器运行状态进行有力监测。
        一、数据异常情况描述
        在2019年8月份，某变电站对220kVⅡ段避雷器开展带电试验，在试验过程中，发现存在数据异常情况，其具体表现为避雷器B相与避雷器C相阻性电流出现异常增长，后对其进行复测，结合所得数据，发现该避雷器A相阻性电流、B相阻性电流与C相阻性电流均有数据增长异常情况。避雷器A相下节直流1mA下参考电压为145.6kV，上节直流1mA下参考电压为173.8kV；B相下节直流1mA下参考电压为148.9kV，上节直流1mA下参考电压为173.1kV；C相下节直流1mA下参考电压为132.3kV，上节直流1mA下参考电压为166.2kV。
        二、缺陷避雷器检查
        （一）外观检查
        该避雷器为2003年生产的YH10W216/562型号220kVⅡ段母线避雷器，持续运行电压与额定电压分别为168.5kV、216kV,标称放电电流是10kA。对其外观进行检查，发现其主要问题表现在两个方面：（1）在对避雷器硅橡胶外套进行检查时，发现避雷器C相下节、A相与B相的上节、下节紧贴的复合外套有一小孔出现；（2）在对避雷器硅复合外套表面进行检查时，发现其表面脏污情况较为严重，且在伞裙表面涂抹的RTV涂料产生较为严重的龟裂情况，将涂料刮开后，发现并没有粉化、裂纹情况，此涂料喷涂时间为2008年。且该避雷器的使用区域具有较为严重的污染，污染情况可能会让RTV涂料使用寿命减少，对此，可以判断其老化为正常情况。
        （二）试验情况
        在擦干220kVⅡ段母线避雷器表面后，利用0.75U1mA和直流1mA下电压开展泄露电流测试，经过测试，可以得到相关数据。A相上节、下节绝缘电阻分别为45100MΩ、30600MΩ，1mA下电压分别为173.8kV、145.4kV，0.75U1mA下电流分别为10.9、7.5；B相上节、下节绝缘电阻分别为40100MΩ、50700MΩ，1mA下电压分别为148.3kV、167.5kV，0.75U1mA下电流分别为12.3、8.9；C相上节、下节绝缘电阻分别为3010MΩ、58600MΩ，1mA下电压分别为167.5kV、128.1kV，0.75U1mA下电流分别为41.3、147.4。依照测试结果，对比相关规定，可以发现该220kVⅡ段母线避雷器的C下节泄露电流大于规定数值，C相整节避雷器的U1mA要比厂家标准更小，也就是说，避雷器C相性能存在劣化情况[2]。
        （三）红外测温
        针对发生缺陷的220kVⅡ段母线避雷器近些年的红外测温结果进行检查，并利用在线监测的方法观察全电流的变化趋势，发现其并没有异常情况出现。

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        （四）解体检查
        对220kVⅡ段母线避雷器进行解体检查，对小孔部位硅橡胶复合外套予以割开，在检查之后发现小孔部位可以和固定避雷器上下的金属电极金属销钉对应，各个小孔的烧蚀痕迹十分明显，且金属销钉与避雷器金属电极表面相比超过了1cm。
        三、异常原因分析及思考
        （一）异常原因分析
        依照解体检查结果，发现金属销钉、螺母与避雷器硅橡胶外套具有对应性。在220kVⅡ段母线避雷器的长期运行中，因为热胀冷缩的影响，可能会因此减少硅橡胶外套和220kVⅡ段母线避雷器螺母、金属销钉的黏合度，进而使得硅橡胶外套与螺母、金属销钉之间存在气隙。而避雷器所处电场相对较长，交变电场的作用可能会让螺母、金属销钉的边缘出现局部放电情况，或是出现电晕情况。而气隙电离可能会让化学腐蚀、电场畸变等情况出现，该避雷器在长期运行当中，可能会让金属螺母、销钉烧蚀硅橡胶外套，或是让硅橡胶外套出现炭化情况，一旦硅橡胶外套被烧穿，就会有小孔形成。
        对硅橡胶外套予以现场割开之后，并没有发现环氧管表面出现受潮情况，而电阻片也同样没有受潮情况出现，结合停电试验的具体结果，分析历年来带电测试的相关数据，发现避雷器性能已经劣化。对此，我们可以做出推断，即因为避雷器硅橡胶外套出现破坏情况，使得220kVⅡ段母线避雷器内部受潮，进而使得该避雷器出现泄漏电流增大现象。
        （二）相关思考
        1.更换设计优良的避雷器
        结合本文案例，可以发现其出现数据异常情况的根本原因是生产厂家该型号的避雷器设计问题，对此，该站及时更换了避雷器，避免了所述故障的再次发生。对此，在选择避雷器时需要重视其设计优良性，在对其进行更换之前，需要都对红外测温工作予以增强，在测试过程中，需要详细对比相间温度以及避雷器的各个部位，如果有温差异常情况出现，那么需要尽快开展试验。与此同时，还应对全电流在线监测力度予以加强，对全电流变化趋势予以密切关注，让带电测试周期得到有效缩短。
        2.重视试验工作
        在该站中，因为避雷器带电试验，及时发现了避雷器缺陷，进而避免了避雷器爆炸事故的出现。在实践中，很多试验人员都没有对带电试验给予足够的重视，且没有对带电测试方法进行正确掌握，这也就使得测试数据异常情况没有被及时发现，进而造成避雷器爆炸情况出现。如在我国某变电站中，就没有对变压器110kV侧的避雷器试验异常数据予以高度重视，最终造成了该避雷器B相出现爆炸情况。对此，为预防此类事故的发生，需要对试验工作予以高度重视。
        3.减少带电试验外界干扰
        在带电试验过程中，运行环境与相间会干扰避雷器带电试验，可能会让避雷器带电试验数据出现异常情况，在情况较为严重时，可能会和正常值严重偏离，进而让试验人员对避雷器试验数据异常的分析及判断造成干扰。对此，笔者建议需要利用非补偿法测试带电试验数据，观测人员可因此完成分析、判断，利用横向分析、纵向分析等方法，可以对阻性电流、全电流以及相角等值变化趋势进行判断。
        四、结论
        综上所述，针对避雷器在带电试验中出现的数据异常情况，需要对其进行外观检查、解体检查、红外测温及泄露电流测试工作，以此来排查数据异常情况产生的具体原因，并制定针对性的解决措施。在日常生活中，为保证避雷器的平稳工作，需要做好更换设计优良的避雷器、重视试验以及减少带电试验外界干扰这三项工作，进而为电力系统的平稳运行提供保障。
        参考文献
        [1]黄辉敏,杨宝琨.220kV氧化锌避雷器试验数据不合格原因分析[J].电气时代,2016(12):88-91.
        [2]李永强.220kV氧化锌避雷器不拆高压引线试验局限性分析[J].科技展望,2014(21):210-211.