王烁烁、仲月、张明磊、李帅
双登电缆股份有限公司 江苏省泰州市 22500
摘要：经济在快速发展，社会在不断进步，电力行业在我国发展十分迅速，为减少雷电天气对输电电缆安全性、可靠性的影响，线路敷设时往往根据电压等级、线路结构、区域环境等设置保护装置，如避雷器、接地线等。从输电电缆金属氧化物避雷器的组成结构出发，对瞬时冲击、长期过压、恶劣气候等导致各种故障的情况加以分析，深入挖掘其运行状态监测方法及要点。在实际案例的基础上，验证输电电缆避雷器运行状态监测方案的效果，为输电电缆避雷器的运维管理提供借鉴参考。
关键词：输电电缆;避雷器;运行状态;故障;监测
引言
为了完善我国的电力设备，对数字式避雷器带电测试装置进行了开发和研究。这种测试仪在氧化锌泄漏电流测量分析工作中得到了有效应用，但是以前避雷器已经不能满足电力设备发展的要求了。这就要求技术人员要在新技术特点出发，完善数字式避雷器带电测试装置开发的方案，加强各种先进技术在其中的有效应用。
1原因分析
（1）银电Ⅱ进线电缆选用YJV-26/35kV-1×300型交联聚乙烯绝缘单芯电缆，长度（9#杆塔至35kV配电室）约800m，运行电流600A左右。按照规范要求，电缆屏蔽层采用在铁塔处直接接地，在35kV配电室处通过无间隙避雷器接地的运行方式。虽然无间隙避雷器具有保护范围宽、能量吸取能力强、响应特性快及陡波特性好等长处，但其电阻片除承受雷电和操作过电压以外，还会一直承受电网正常的运行电压，其运行温度一般在40～50℃，存在着设备劣化和发热的问题，会迅速加快阀片的老化。当电力系统出现瞬间过电压导致屏蔽层避雷器被击穿，出现屏蔽层两端直接接地的情况时，35kV及以上高压电缆两端接地，护层循环电流可达到线芯电流的50%～90%。事故处理后，现场实际测量感应电流为170A左右，从而引起护层发热，长时间运行造成电缆绝缘性能下降，最终导致A相电缆头接地和着火的事故。（2）铁塔处银电II线电缆头A相接地故障时，系统处于异常运行状态，由于单相接地电流是电容性的，而且接地点电阻较大且接触不良，电弧既不容易自行熄灭，又不足以稳定重新燃烧，因而在接地点出现瞬燃瞬熄的电弧放电现象。同时引发电能、磁能的振荡，必然产生弧光过电压。经计算表明，发生单相弧光接地时过电压的最大值将达到2.3Um。如果弧光接地在接地点造成弧光间隙性反复燃烧，那么产生的过电压倍数将远大于2.3倍。根据有关资料介绍，过电压幅值高达正常相电压幅值的3～3.5倍。如此大数值的过电压，对电气薄弱环节的影响非常之大，极易引发电缆头、避雷器、互感器等绝缘薄弱点闪络放电。而35kVⅡ母线电压互感器绝缘性能下降，导致A、C两相短路故障，造成银电Ⅱ线进线断路器速断保护动作。
2状态监测
2.1数字式避雷器带电测试装置
在对避雷器带电测试仪进行设计的过程中，主要采用了微电脑对其中的数据信息等进行采样，控制了操作流程，加强了对各种先进技术的合理应用。技术人员在此过程中能够测量氧化锌避雷器的实际运行情况，或者是在工频电压下的全电流、阻性电流、容性电流和有功功率等。同时，在对这种仪器进行开发的过程中，还要在中华人民共和国电力行业标准出发，按照其中的具体要求，对电压和电流进行控制，主要采用大屏幕液晶显示等技术，控制操作流程，增强人机交换功能，为现场的接线工作提供条件。由于这种仪器具有测量精度高、接线简单以及可靠性强等多种特点，它在电力设备运行中的应用，可以测量氧化锌避雷器的实际情况，对阻性电流和阻性电流峰值等进行有效调整。
因此，在对数字式避雷器带电测试装置开发的过程中，研究人员除了要加强对各种先进技术的合理应用，还要按照《DL474.5—92现场绝缘试验实施导则—避雷器试验》的要求，制定装置开发和设计的方案。此外，技术人员还要合理利用氧化锌避雷器，能够对电力设备进行带电测量，测得避雷器阻性电流的情况，也就是阻性电流分量，在此基础上对数字式避雷器带电测试装置进行更好地开发，有效判断避雷器受潮和老化等多种状况，让研究人员结合这种情况对氧化锌避雷器的阀片进行创新，避免老化和冲击破坏等因素对电力系统安全运行的影响。当氧化锌避雷器的有功损耗在不断加剧时，泄漏电流里面的阻性电流分量也会逐渐增大，这将导致避雷器内部产生热量，如果不能及时解决这个问题，就会导致氧化锌避雷器阀片老化，严重影响了避雷器内部结构的稳定性。在此基础上，技术人员需要通过带电测量有功分量，发现其中存在问题的氧化锌避雷器，结合其特点对数字式避雷器带电测试装置进行有效开发。数字式避雷器还能够在各个电压等级中有效应用，减少其他因素对现场带电检测结果的影响。此外，这种装置还要具有仪器体积小和携带方便等优势，更好地帮助工作人员对全电流及阻性电流的参数进行测量，从而保障电力设备运行的稳定性。
2.2监测方案
监测指标。根据结构性能及运行故障，可以确定输电电缆避雷器运行状态监侧过程中应将重点放在阻性电流和泄漏电流上，前者能够直接判断金属氧化物电阻片的老化程度，后者则可以确定避雷器表面绝缘性能。此外还需要在线监侧避雷器的放电次数，根据该数值确定雷击次数并开展维护工作。输电电缆避雷器运行状态监侧系统可采用放电记数在线监测原理，通过计时器数值直接计量放电次数;根据泄漏电流和阻性电流，即采集全电流并计算全电流与阻性电流相位差，两者乘积即为阻性电流，以此来判断避雷器内部零部件绝缘性能是否满足运行状态要求。
2.3数字化避雷器的应用
在一般情况下，数字化避雷器的工作原理是在额定电压的基础上，通过数字避雷器进行一个电流比较低的环境，就相当于绝缘体，也就是说在这种环境中基本不存在电流，在此过程中可以不用火花的间隙，开展隔离工作。如果在此过程中，数字避雷器上的作用电压出现了变化，超过了数值，这个时候阀片会将大电流通过阀片对其电力设备进行保护，避雷器上的阀也会终止整个电力设备运行，避免电力设备在实际运行中出现意外。由于数字避雷器能够在电力设备中广泛地运用，电力系统的安全运行也得到了保障。在对其特点进行分析的时候，发现它还具备非常高的吸收力，能够预防变电站的母线出现短路等问题，为整个电力系统的稳定运行提供保障。
结语
我国输电电缆运行过程中必须从现代化、智能化角度出发，提升避雷器运行状态监测的可靠性丫准确性和有效性，在实时在线监侧基础上全面把握避雷器的材料性能和绝缘效果。一旦出现异常，应根据状态监测预警信息和历史数据快速开展现场检查，形成切实可行的处理方案，减少因避雷器异常引起的输电线路故障，从根本上保障输电电网的安全可靠运行。
参考文献
[1]余东旭,林仁兴,吴剑.数字式避雷器带电测试装置开发与应用[J].科技风,2020(03):22.
[2]严玉婷,黄炜昭,江健武,钟建灵,杨益公.避雷器带电测试的原理及仪器比较和现场事故缺陷分析[J].电瓷避雷器,2011(02):57-62.
[3]李谦,邵建康.基于全电流谐波向量反演的避雷器带电测试方法初探[J].电瓷避雷器,2018(05):54-58.
[4]王瑞.避雷器带电检测与停电试验的联合诊断应用[J].电气技术与经济,2018(06):21-23.
[5]罗容波,王岩,李国伟.带电检测技术在避雷器状态诊断中的成功应用[J].电瓷避雷器,2011(06):53-57.