變電站避雷器在線監(jiān)測(cè)儀故障的原因分析及整改措施

陳 彥

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

變電站避雷器在運(yùn)行過(guò)程中長(zhǎng)期承受很高的運(yùn)行電壓，尤其是目前廣泛使用的金屬氧化鋅避雷器，其閥片會(huì)在長(zhǎng)期高電壓、大電流工況下逐漸劣化，泄漏電流又會(huì)隨之增大，加快閥片劣化速度，并使閥片溫度升高，可能引發(fā)避雷器爆炸事故。而變電站避雷器在線監(jiān)測(cè)儀能實(shí)時(shí)提供避雷器的全電流和動(dòng)作情況，為運(yùn)行人員及檢修人員判斷和檢修避雷器異常故障提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。所以，需要針對(duì)避雷器在線監(jiān)測(cè)儀的常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，及時(shí)處理缺陷，保證在線監(jiān)測(cè)儀的安全運(yùn)行。

1 避雷器在線監(jiān)測(cè)儀簡(jiǎn)介

如圖1所示（以金屬氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)儀為例），避雷器在線監(jiān)測(cè)儀主要由放電計(jì)數(shù)器和電流測(cè)試儀組成，并接在避雷器上用來(lái)記錄避雷器動(dòng)作次數(shù)。放電計(jì)數(shù)器可記錄避雷器過(guò)電壓放電次數(shù)，而電流測(cè)試儀則可監(jiān)測(cè)避雷器泄漏電流值，同時(shí)避雷器在線監(jiān)測(cè)儀還帶有警示及指示帶電功能。

圖1 避雷器在線監(jiān)測(cè)儀原理圖

放電計(jì)數(shù)器和電流測(cè)試儀密封在一個(gè)金屬外殼內(nèi)，可屏蔽電磁干擾且防銹耐腐。放電計(jì)數(shù)器為二位電磁式，電容在每次沖擊電壓下通過(guò)非線性回路對(duì)計(jì)數(shù)器線圈放電，從而可準(zhǔn)確記錄避雷器放電次數(shù)；而電流測(cè)試儀是一個(gè)毫安表，顯示的是在運(yùn)行電壓下避雷器的泄漏電流，可通過(guò)不同色段的電流顯示區(qū)來(lái)顯示避雷器的實(shí)時(shí)運(yùn)行工況，以判斷避雷器的內(nèi)部受潮及絕緣情況。

2 在線監(jiān)測(cè)儀故障實(shí)例分析

運(yùn)行人員在對(duì)220 kV臺(tái)山變電站進(jìn)行巡視時(shí)，發(fā)現(xiàn)220 kVⅠ母避雷器在線監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)異常。220 kVⅠ母的在線監(jiān)測(cè)儀電流值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行人員使用鉗形電流表對(duì)Ⅰ母進(jìn)行了泄漏電流校核，具體接線如圖2所示（不包括虛線中的毫安表），測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示。

圖2 帶電校核接線圖

表1 220 kVⅠ母在線監(jiān)測(cè)儀帶電校核數(shù)據(jù)

表1數(shù)據(jù)顯示，避雷器在線監(jiān)測(cè)儀A相的數(shù)據(jù)和B、C兩相的數(shù)據(jù)相差很大，但通過(guò)鉗形電流表測(cè)量A、B、C三相的電流數(shù)據(jù)相近，可判斷非避雷器本體故障，而是A相在線監(jiān)測(cè)儀故障。

當(dāng)避雷器在線監(jiān)測(cè)儀的電流指示為0時(shí)，可通過(guò)并接毫安表來(lái)進(jìn)行帶電校核，具體接線方法如圖2虛線部分所示。若毫安表的數(shù)據(jù)指示同樣為0或者異常，應(yīng)考慮為避雷器本體或者底座絕緣缺陷，并結(jié)合紅外成像或停電來(lái)進(jìn)一步判斷和處理；若毫安表數(shù)據(jù)指示正常，則有可能是在線監(jiān)測(cè)儀與底座或引線接觸不良或其本身故障。

3 常見(jiàn)故障分析及整改措施

通過(guò)在日常維護(hù)及檢修作業(yè)中對(duì)避雷器在線監(jiān)測(cè)儀常見(jiàn)缺陷進(jìn)行研究分析，其常見(jiàn)的故障原因表現(xiàn)如下：

3.1 密封效果不達(dá)標(biāo)

這種情況最常見(jiàn)，一是為了降低瓷瓶的應(yīng)力損傷，在接頭及內(nèi)部沒(méi)有采用密封墊圈而是用的金屬平墊，這樣雖然可以增加接觸部位受力面積且受力均勻，但無(wú)法滿足密封要求；二是沒(méi)有采用傘形接頭，而是采用了非傘形接頭，在多雨的季節(jié)，雨水會(huì)沿著螺絲釘?shù)穆菁y及平墊滲入瓷瓶，從而使在線監(jiān)測(cè)儀內(nèi)部受潮甚至導(dǎo)致內(nèi)部計(jì)數(shù)器短路失效。

整改措施如下：

（1）為了保證在線監(jiān)測(cè)儀瓷瓶的密封效果，應(yīng)該在接頭處加裝密封墊圈，還可增加環(huán)形橡膠墊圈以進(jìn)一步加強(qiáng)密封性。將套有環(huán)形橡膠墊圈的傘形接頭螺絲釘穿進(jìn)空心瓷瓶，再裝到在線監(jiān)測(cè)儀上以起到防水效果，增強(qiáng)密封性能。

（2）使用傘形接頭，這樣雨水只會(huì)沿著傘形邊緣流下，而不會(huì)通過(guò)接頭的螺紋進(jìn)入在線監(jiān)測(cè)儀內(nèi)部。

（3）在在線監(jiān)測(cè)儀的各接頭處及有可能滲水的地方加封中性硅酮玻璃膠，以增強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)儀的密封性。中性硅酮玻璃膠成本低，密封性能好，性能穩(wěn)定，可應(yīng)對(duì)惡劣的戶外運(yùn)行環(huán)境。

3.2 彈簧不達(dá)標(biāo)或失效

在線監(jiān)測(cè)儀的放電計(jì)數(shù)器動(dòng)作原理主要是利用了電磁感應(yīng)，線圈帶電吸合鐵皮計(jì)數(shù)動(dòng)作一次，需通過(guò)彈簧的拉伸和收縮來(lái)完成鐵片的復(fù)位，以完成一次計(jì)數(shù)動(dòng)作。這要求承受軸向拉力的螺旋彈簧必須具有很好的抗疲勞極限、彈性極限和沖擊韌性，且在不承受任何負(fù)荷的情況下，彈簧的圈與圈之間應(yīng)沒(méi)有間隙地并緊。如果計(jì)數(shù)器采用的彈簧不達(dá)標(biāo)，如彈簧圈數(shù)太少而耐疲勞性能差或者老化失效，都將影響在線監(jiān)測(cè)儀的正確動(dòng)作。

整改措施：更換在線監(jiān)測(cè)儀計(jì)數(shù)器不達(dá)標(biāo)或老化的彈簧。

按照GB/T 1239.1—2009《冷卷圓柱螺旋彈簧技術(shù)條件第1部分：拉伸彈簧》技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，作計(jì)數(shù)用的彈簧標(biāo)準(zhǔn)如下：有效圈數(shù)大于10圈；支撐圈數(shù)大于1.5圈；圈與圈之間在常態(tài)下是并緊的，沒(méi)有間隙或間隙很小。

所以，在線監(jiān)測(cè)儀可采用如下參數(shù)的彈簧：有效圈數(shù)為16圈，支撐圈數(shù)為2圈，圈與圈之間在常態(tài)下間隙很小。

4 結(jié)語(yǔ)

相比避雷器本體故障，變電站避雷器在線監(jiān)測(cè)儀故障概率更高。所以當(dāng)在線監(jiān)測(cè)儀指示異常時(shí)，可采用文中提到的鉗形電流表或并聯(lián)毫安表來(lái)判斷故障點(diǎn)，及時(shí)消缺，以減少盲目檢修。同時(shí)，本文總結(jié)了日常維護(hù)工作中在線監(jiān)測(cè)儀常見(jiàn)的故障及整改措施，希望能夠有效降低在線監(jiān)測(cè)儀的故障率。

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