避雷器泄漏電流超標原因分析

蘇同斐 李紅剛

摘 要：避雷器是變電站中常見的用于防雷的關(guān)鍵設(shè)備。本文由一次泄漏電流數(shù)據(jù)異常出發(fā)，逐步排除影響查找原因，最終確定根本原因，為今后該類設(shè)備試驗提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：避雷器；泄漏電流；閥片；受潮

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.146

0 引言

金屬氧化物避雷器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，為保障電力設(shè)備防雷擊起到關(guān)鍵作用。本文就防雷試驗中發(fā)現(xiàn)的泄漏電流超標現(xiàn)象進行了原因分析。

1 案例經(jīng)過

2018年4月，在對某220kV變電站主變220kV側(cè)中性點避雷器進行例行試驗過程中，發(fā)現(xiàn)其直流1mA電壓和泄漏電流均超出標準值，因而對可能造成的原因進行逐一排查，在排除環(huán)境影響因素后，對避雷器進行解體檢查，最終發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部密封受損，導致受潮。

2 異常原因分析

2.1 異常發(fā)現(xiàn)過程

2018年4月，在對某220kV變電站主變220kV側(cè)中性點避雷器進行例行試驗過程中，試驗人員發(fā)現(xiàn)其直流1mA電壓（U1mA）為205.4kV，且0.75U1mA下的泄漏電流為88μA，與歷史數(shù)據(jù)比較，該避雷器泄漏電流增長了633.3%，已超過規(guī)程標準[1]，絕緣特性降低明顯。

2.2 影響因素排查

（1）空氣濕度大的影響。當空氣濕度較大時，避雷器的泄漏電流會明顯增加。試驗當天，天氣干燥，空氣濕度在40%左右，可以排除空氣濕度大帶來的干擾。

（2）溫度因素的影響。避雷器內(nèi)部空間狹小，不能及時散熱，當電阻片的溫度升高時，就會導致避雷器的阻性電流增大。試驗溫度在19-23℃，可以排除溫度的影響。

（3）污穢的影響。避雷器表面的污穢，會影響電阻片柱的電壓分布[2]，從而導致泄漏電流增加。測試前已將避雷器表面擦拭干凈，可以排除污穢造成的影響。

（4）周圍設(shè)備或建筑物帶來影響。由于現(xiàn)場氧化鋅避雷器試驗電壓較高，與周圍設(shè)備或建筑物距離不夠，易產(chǎn)生電暈放電，給測量帶來誤差。

為避免測量中各種因素帶來的影響，我們采取以下幾項措施后進行復測：①將避雷器從高壓線路上拆下，將其放在一個空曠的場地內(nèi)，避免電壓諧波和測試點電磁場的干擾；②將避雷器外表面污穢物完全清除，并風干；③使試驗高壓引線與避雷器的夾角約為90度[3]；④將試驗設(shè)備由ZVI240/5更換為ZGS200/3。最終測試數(shù)據(jù)其直流1mA電壓（U1mA）為205.2kV，0.75U1mA下的泄漏電流為74μA?？梢姴扇〈胧┖螅孤╇娏饔辛艘欢ǖ南陆?，但仍然超出規(guī)程要求，表明避雷器本身存在氧化鋅閥片劣化或者受潮的情況。

2.3 異常原因分析

在排除各種干擾因素的影響后，復測的結(jié)果依然超標，判斷該避雷器本身存在氧化鋅閥片劣化或者受潮情況。氧化鋅避雷器用硅橡膠作為避雷器封殼，封殼質(zhì)量低劣、生產(chǎn)廠家采用的技術(shù)不完善或采用的密封材料抗老化的性能不穩(wěn)定時，在溫差變化較大或運行時間接近產(chǎn)品壽命后期，易造成其密封不良。避雷器的兩端加工粗糙，使潮氣或水分侵入，造成內(nèi)部絕緣損壞，加速電阻片的劣化而引起損壞。無間隙氧化鋅避雷器閥片的均一性差，使電位分布不均勻，運行一段時間后，部分閥片首先劣化。

為查明原因，對該避雷器進行解體檢查。解體前檢查避雷器外觀，避雷器外套硅橡膠部分無明顯老化，外部良好。打開避雷器的金屬頂蓋，檢查并無受潮現(xiàn)象和放電痕跡。將避雷器本體絕緣解剖后，發(fā)現(xiàn)下法蘭內(nèi)表面已銹蝕，底座絕緣墊完全受潮。將避雷器閥片及金屬墊片取出后，發(fā)現(xiàn)閥片及金屬墊片受潮明顯，個別閥片邊釉破損。

通過解體檢查，確定避雷器底部護套有受潮侵入點，首先是最下端閥片受潮裂化，然后逐步發(fā)展至中下部電阻片裂化。根據(jù)檢查情況，上部電阻片尚未受潮。當已受潮閥片泄漏電流增大到一定值時，直流參考電壓將快速下降直至失效；當電阻片裂化數(shù)量達到一定值時，剩余的電阻片將無法承擔工頻運行電壓，造成避雷器損壞并形成接地故障。根據(jù)受潮部位及內(nèi)部受潮情況，確定避雷器在運輸過程中，受到過強烈的外力作用，破壞了下法蘭處的密封結(jié)構(gòu)，影響了其密封性能，潮濕空氣從避雷器底部進入本體，導致其直流參考電壓下降、泄漏電流和阻性電流增大。

3 結(jié)語

此次氧化鋅避雷器泄漏電流超標是一起典型的避雷器內(nèi)部閥片受潮導致絕緣性能降低的案例，通過停電試驗，及時發(fā)現(xiàn)了設(shè)備缺陷，避免了缺陷的進一步發(fā)展。為防止此類故障的再次發(fā)生，今后可以采取以下措施。

（1）加強避雷器設(shè)備的運輸管理，減小運輸過程中避雷器在外力作用下遭到破壞的幾率，嚴格履行驗收手續(xù)，防止避雷器帶病投運。

（2）強化避雷器的運行巡視檢查，當避雷器的缺陷趨于嚴重時，其泄漏電流表的表計讀數(shù)將明顯增大。若巡視遇此類情況，應(yīng)立即采取有效的測試手段，及時發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備運行隱患。

（3）中性點避雷器無法進行阻性電流帶電檢測和紅外測溫工作，因此必須重視做好停電例行試驗工作，當數(shù)據(jù)異常時要綜合分析，逐項排除，并結(jié)合其他試驗項目進行判斷，必要時必須進行更換處理。

參考文獻：

[1]Q/GDW 1168—2013輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程[S].

[2]趙丹丹，周越，張嘉旻等.外部因素對金屬氧化物避雷器特征參量的影響研究[J].電瓷避雷器，2017（06）：32-37.

[3]陳天翔，王寅仲，海世杰等.電氣試驗[M].北京：中國電力出版社，2008.