氧化锌避雷器的试验项目及常见故障原因分析

ｌ鲞鱼　里量　窒　ｚｈｕａｎｇｂｅ　ｎｇｙｏｎｇ　Ｙｕ　Ｙａｎｊｉｕ　氧化锌避雷器的试验项目及常见故障原因分析　易　冉　（广东电网公司珠海供电局，广东珠海５１９０００）　摘要：阐述了用以查找运行中氧化锌避雷器的缺陷的几种主要预防性试验项目，并对导致氧化锌避雷器发生故障的原因作了相关　分析，最后给出了相应的改进措施。　关键词：氧化锌避雷器；电力系统；试验；故障原因分析　０　引言　氧化锌避雷器（以下简称ＭＯＡ）是当今最为先进的过　１．２直流１　ｍＡ时的临界动作电压Ｌ＾　测量　在电力系统中，将ＭＯＡ的泄漏电流达到１　ｍＡ时所对应　电压的保护电器，它具有非线性特性好、通流容量大、放电无延　迟、无工频续流等诸多优点…，因而被广泛用于各个电压等级　的电力系统中，以保护电气设备免受过电压的损害。　随着ＭＯＡ在电力系统中的广泛应用，其本身的故障已成　为影响电力系统安全运行的一个重要因素　，在电力系统中，　常用预防性试验来发现运行中设备的缺陷，　而非常有必要对　ＭＯＡ的预防性试验方法及其常见故障原因作相关讨论。　１　氧化锌避雷器的预防性试验　ＭＯＡ阀片的绝缘性能在水分、污秽等因素的影响下会慢　慢下降，当它的绝缘性能劣化到一定程度时，ＭＯＡ在运行电压　下工作就可能被击穿损坏乃至发生爆炸　］。为了及时发现运行　中设备的隐患，预防发生事故或设备损坏，在电力系统中需要　定期对设备进行试验或者监测，这些试验或者监测被称为预防　性试验。下面就预试中较多发现ＭＯＡ本体故障的几类试验一　一进行讨论。　１．１　运行电压下的交流泄漏电流测量　在运行电压下，通过ＭＯＡ的阀片的电流可以分为电容电　流，ｃ与电阻电流，ｒ，两者之和称为全泄漏电流，ｘ。当ＭＯＡ的绝　缘性能降低时，通过阀片的全泄漏电流及阻性电流随之有不同　程度的增大，因此，可以通过对ＭＯＡ全泄漏电流或阻性电流　的监测来判断ＭＯＡ的运行状况。　（１）全泄漏电流的测量。当ＭＯＡ本身出现较大故障或者　阀片劣化较为严重时，全泄漏电流有一个较大的增加，此时可　用全泄漏电流作为ＭＯＡ运行状况的重要参考；若ＭＯＡ的阀　片受潮程度相对较低或处于老化早期时，阻性电流分量虽然有　较大增加，但由于其在全电流中所占比例较小（正常情况下仅　占ｌ０％～２０％），全电流往往不会有较大增加，导致不能准确判　断ＭＯＡ的劣化状态＿４］，在电力系统中常使用专用仪器并接在　ＭＯＡ放电计数器上来测量ＭＯＡ的全泄漏电流。　（２）阻性电流的测量。ＭＯＡ的阀片在水分、热等因素的影　响下绝缘性能会下降，此时通过ＭＯＡ阀片的阻性电流会大大　增加＿５］。从１．１（１）中得知，若ＭＯＡ的阀片受潮程度相对较低　或处于老化早期时，全电流往往不会有较大增加，无法根据全　电流的大小来准确判断此时ＭＯＡ的工作状况，所以有必要对　其阻性电流进行测量。而测量阻性电流分量，一般可采用电容　电流补偿法或谐波电流法。ＭＯＡ运行电压下的泄漏电流测试　属于带电测试，其测试数据容易受到周围强电场等因素的干　扰，所以在实际的测试中，通常结合全泄漏电流、阻性电流等各　项测试数据来综合分析判定ＭＯＡ的实际运行状况。　的电压称之为起始动作电压，用Ｕ。ｍＡ表示，对此参数进行测量，　主要目的是为了确定ＭＯＡ的动作性是否满足要求，内部阀片　是否受潮。测试时为了防止表面泄漏电流对测试结果的影响，　测试前应将ＭＯＡ的外护套擦拭干净。　１．３　０＿７５　ｍＡ下的泄漏电流测量　由于０．７５Ｕ。ｍＡ直流电压值一般比最大工作相电压的峰值　要高一些，因此，测试此电压下的泄漏电流主要是为了检查　ＭＯＡ的长期允许工作电流是否符合规定，测试时先测试出　Ｕ。ｍＡ，然后再在０．７５Ｕ　ｍＡ下读取相应的泄漏电流值。　１．４绝缘电阻测试　测得的ＭＯＡ阀片的绝缘电阻值可以有效地反映其内部阀片　是否受潮、瓷套是否有裂纹或者是否有硅橡胶的损伤。此项试验　采用２　５００Ｖ或以上兆欧表，摇测ＭＯＡ两极的绝缘电阻１　ｍｉｎ，　并记录试验数据，试验结束后用接地线对ＭＯＡ两极充分放电。　２　氧化锌避雷器常见的故障原因分析及预防措施　据相关统计，导致ＭＯＡ发生故障的原Ｌ大ｊ主要有２类：一类　为内部受潮，一类为阀片老化。下面做具体分析。　２．１　受潮　内部受潮是造成ＭＯＡ发生故障的主要原因，而ＭＯＡ发　生受潮的主要原因有以下几点ｎ　］：（Ｉ）密封设计存在缺陷。　ＭＯＡ制造厂家的密封设计有缺陷，导致潮气进入到ＭＯＡ内　部。（２）装配时工艺要求不严。ＭＯＡ的组装时环境湿度太大，或　经过长途运输后附有潮气的ＭＯＡ绝缘件（如绝缘筒）未经干　燥处理或处理不彻底就转入瓷套，导致潮气进入到ＭＯＡ内　部。（３）运行中密封材料老化。生产厂家所使用的密封材料抗老　化性能较差，在产品的寿命后期或者温度变化较大时，密封性　能发生不同程度的失效，导致潮气进入到ＭＯＡ内部。当ＭＯＡ　内部受潮后，内绝缘性能下降，容易发生沿受潮的内壁滑闪或　沿避雷器电阻片轴向闪络，引起局部发热，严重时可导致线路　对地短路甚至ＭＯＡ的爆炸　２０１０年４月２１日，珠海供电局的　高压试验人员在对其所属Ｉ１０　ｋＶ嘉华变电站的１０　ｋＶ　Ｉ段母　线５１ＰＴ间隔ＭＯＡ（制造厂家：西安神电）进行预防性试验时发　现：该间隔三相ＭＯＡ的绝缘电阻较低，且　。ｍＡ数值相比出厂　试验时有所降低，０．７５Ｕ　ｍＡ下的线路电流数值则已超过《电力设　备预防性试验规程》的要求。具体试验数据如表１所示。　此三相ＭＯＡ为２００９年６月１６日交接使用，试验日期为　２０１０年４月２８日，运行时间未满一年，由于运行中的老化导致　试验数值超标的可能性较小。对ＭＯＡ解体发现，ＭＯＡ内壁有　细微水珠，避雷器上端盖内部有锈蚀痕迹。经分析认为此缺陷　Ｚｈｕａｎｇｂｅ　ｎｇＹ。ｎｇ　Ｙｕ　Ｙａｎｊｉｕ　表１　５１ＰＴ间隔避雷器试验数据　项目　交接　Ａ　告、在线监测装置的运行记录、检测出故障的试验数据、故障原　因分析、故障部位图片、事故现场图片等，便于对发生缺陷或事　故的原因进行综合分析，做好预防措施。　５　绝缘电阻／Ｍｎ　２　５００　ｕ１　ｋＶ　２５．２　Ｏ．７５Ｕｔｍ＾下的线路电流／　Ａ　实测　Ｂ　１　０３０　２　５００　９３０　２１．９　２５．５　１９．８　５０　７　８５　交接　实测　３　结论　（１）氧化锌避雷器本身的故障已经成为了影响电网安全运　行的一个重要因素，而造成避雷器故障的原因主要为受潮和老　化。（２）可以通过选择质量较好的产品、采用先进的装配工艺、　交接　Ｃ　２　５００　１　ｌ００　２５．１　２０．８　６　６７　实测　是避雷器上方端盖密封不严，导致水分进入避雷器内部导致阀　对避雷器进行防污处理、建立起避雷器的缺陷技术档案等技术　或管理手段来减少避雷器故障的发生。（３）电力系统中对氧化　片受潮所致。　２．２老化　锌避雷器的预防性试验是发现运行中氧化锌避雷器缺陷、保障　电力部门多年的试验和运行经验表明，除去ＭＯＡ本身的　电网安全运行的重要技术手段。　制造质量问题，环境湿热以及外护套表面污秽是加速ＭＯＡ老　化的主要原因Ｅ　７］。对于高压ＭＯＡ来说，在潮湿高温和表面污　［参考文献］　秽的双重作用下，ＭＯＡ阀片的电位分布极不均匀，在靠近上法　［１］俞震华．氧化锌避雷器故障分析及性能判断方法［Ｊ］．电力建　兰处，阀片承受电压较高，通过的电流较大，甚至可以比正常通　设，２０１０，３ｌ（１１）：８９￣９３　过的电流大ｌ～２个数量级，造成了阀片的额外温升，从而使局　［２－１张科，原会静，秦旷．河南电网几起氧化锌避雷器故障分析及　部阀片首先老化，局部阀片的老化使得通过ＭＯＡ的参考电压　对策ＥＪ］．河南电力，２０１１，２１（２）：８～１２　下降，通过的电流增加，整体温度随之上升，形成恶性循环，　［３］刘梅．金属氧化物避雷器爆炸原因及对策ＦＪ］．农村电气化，　ＭＯＡ的整体性能下降。当电网电压波动超过ＭＯＡ本身工频　２０１０，２７３（２）：２３～２４　电压耐受特性时，就可能导致ＭＯＡ的损坏。　Ｅ４３张鹏，张伟星，巨文伟．氧化锌避雷器试验的探讨Ｉ－ｊ］．电气开　２．３预防氧化锌避雷器发生故障的措施　关，２００９（２）：１６～１８　（１）选择质量较好的产品。应选择有先进设备设计及制造　Ｉ　５］高峰，郭洁．交流金属氧化物避雷器受潮与阻性电流的关系啪．　工艺的生产厂家，选择的产品应该有多年稳定运行的经验，这　高电压技术，２００９，３５（１１）：２　６２９￣２　６３３　－ｉ６．１罗阳云．浅谈避雷器在电力系统应用中的问题分析ＥＪ３．科技　样才能保证所选用的ＭＯＡ具有较高的抗老化性能，使产品在　风，２０１１（５）：２５８　寿命周期内可稳定运行。（２）选用先进的装配工艺。选用较先进　［７］吴倩．对１０　ｋｖ金属氧化锌避雷器的故障分析ＦＪ］．大众用电，　的装配工艺，对将要装配的设备各组件要进行彻底的防潮处　２００２（】）：２６～２７　理，防止因为装配问题导致潮气进入设备内部。（３）注意ＭＯＡ　的防污。对ＭＯＡ外护套的污秽定期进行清理或者在外表面涂　收稿日期：２０１２—１２—０６　上防污材料。（４）建立起ＭＯＡ的缺陷技术档案。对发生缺陷的　作者简介：易冉（１９８５一），男，湖北广水人，助理工程师，研究　ＭＯＡ建立的技术档案，包括交接试验报告、定期试验报　方向：电气试验技术。　（上接第４３页）　以及后面的输送带和缝包机装置。　４结语　这套自动称重控制系统操作起来简单方便，功能实用，还　能扩展实现企业的网络集中管理，方便公司了解现场的生产状　况。称重模块也能随时进行更换，不需要重新来校定称，方便检　修和设备的维护。把称重模块和ＰＬＣ系统集成在一起，避免了　称重传感器信号经过变送器转换时误差的放大，保证了数据的　高精度的集中处理。利用ＰＬＣ系统的可靠性和稳定性，这套称　图１　称重控制系统的构成图　重控制系统在实际生产中，能够满足工艺的需要并在长周期运　行中一直运行稳定可靠。　ｌ　传感器　［参考文献］　［１－１西门子自动化有限公司．ＳＩＷＡＲＥＸ自动称重技术产品样本，２００９　－ｉ２－１乔平．最新衡器使用维修与检定规程实用手册．合肥：安徽文　化音像出版社，２００３　Ｉ　３１刘平凡，罗俊．应变式称重传感器原理及故障检测．衡器，２０１０（１　０）　２撑　传感器　收稿日期：２０１２—１２－０４　作者简介：李小建（１９７９－－），男，四川德阳人，助理工程师，研　图２称重模块和传感器的连接　究方向：工业自动化控制系统的设计和仪器仪表的调试与维护。　机电信息２０１３年第６期总第３６０期４５