舟山供電公司的研究人員張雄清、林毅等，在2018年第5期《電氣技術(shù)》雜志上撰文指出，在電力系統(tǒng)中，避雷器與電氣設(shè)備并聯(lián)接線，是一種過電壓保護(hù)設(shè)備，對設(shè)備安全運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。

本文介紹了避雷器帶電檢測和停電試驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)分析方法，并結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行說明。實(shí)踐證明，紅外測溫和運(yùn)行中持續(xù)電流(阻性電流)檢測都能在不停電情況下有效發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部缺陷，是停電例行試驗(yàn)的有效補(bǔ)充。

在電力系統(tǒng)中，避雷器與電氣設(shè)備并聯(lián)接線，是一種過電壓保護(hù)設(shè)備。由于雷電引起的雷電過電壓或開關(guān)操作引起的操作過電壓時(shí)，避雷器立即動作并放電，限制被保護(hù)設(shè)備上的過電壓幅值，使電氣設(shè)備的絕緣免受損傷或擊穿[1]。

zno避雷器因其性能良好，已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。由于避雷器長期在高電壓及戶外的環(huán)境中運(yùn)行，避雷器的性能會隨著運(yùn)行年限增加而下降。避雷器閥片老化、內(nèi)部絕緣部分受損、密封不良導(dǎo)致內(nèi)部受潮或者表面嚴(yán)重污穢，都會造成避雷器絕緣性能下降，甚至損壞[2-11]。

利用紅外熱像檢測和運(yùn)行中持續(xù)電流(阻性電流)檢測手段能在帶電情況下判斷避雷器性能優(yōu)劣，而停電例行試驗(yàn)可以確診故障性質(zhì)。通過避雷器帶電檢測和周期的停電例行試驗(yàn)可以有效防止避雷器故障發(fā)生。

1 紅外熱像檢測

避雷器在正常運(yùn)行狀態(tài)下，泄漏電流都很小，其熱像圖譜特征為整體輕微發(fā)熱，較熱點(diǎn)一般在靠近上部且不均勻，多節(jié)組合從上到下各節(jié)溫度遞減。若發(fā)現(xiàn)避雷器整體發(fā)熱或局部發(fā)熱為異常，可能是內(nèi)部閥片受潮或老化引起。

由于避雷器的發(fā)熱不明顯，一般采取橫向比較法進(jìn)行判斷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)與相鄰相有0.5k到1k溫差時(shí)，可判斷避雷器存在異常。避雷器的發(fā)熱屬于電壓致熱，該類型缺陷一般定為嚴(yán)重及以上缺陷，須盡快處理。

2 運(yùn)行中持續(xù)電流(阻性電流)檢測原理及判據(jù)

zno避雷器在系統(tǒng)電壓作用下，總的泄漏電流由閥片泄漏電流和表面泄漏電流兩個(gè)部分組成，閥片泄漏電流占主要成分，因此認(rèn)為通過閥片的電流就是避雷器的總泄漏電流。zno避雷器的閥片相當(dāng)于一個(gè)非線性電阻和電容組成的并聯(lián)電路，在正常持續(xù)運(yùn)行電壓下，避雷器的全電流(持續(xù)電流)由容性電流和阻性電流兩部分共同組成，其中容性電流占全電流的大部分，阻性電流只占全電流的一小部分，約為10%~20%左右。

檢測儀輸入pt二次電壓作為參考信號，同時(shí)輸入避雷器的泄漏電流信號，經(jīng)過傅里葉變換可以得到電壓基波u1、全電流ix、阻性電流峰值irp，阻性電流基波峰值ir1p和電流電壓角的關(guān)系。

正常情況下，通過與歷史數(shù)據(jù)及同組相間測量結(jié)果相比較，試驗(yàn)數(shù)據(jù)彼此應(yīng)無顯著差異。當(dāng)出現(xiàn)明顯差異時(shí)，可通過以下幾個(gè)方法進(jìn)行判斷:1)阻性電流基波成分增長較大，諧波的含量增長不明顯時(shí)，一般表現(xiàn)為污穢嚴(yán)重和受潮。2)阻性電流諧波含量增長較大，基波成分增長不明顯時(shí)，一般表現(xiàn)為老化。3)避雷器性能也可以從電流電壓角來判斷，該方法比較直接有效。

3 直流參考電壓(u1ma)及在0.75u1ma泄漏電流檢測

在停電的情況下，給避雷器兩端施加直流高壓，測得1ma下的直流高壓(u1ma)和0.75u1ma下得泄漏電流值。通過歷史數(shù)據(jù)縱向比較和規(guī)程規(guī)定值要求，來診斷避雷器是否存在缺陷。規(guī)程規(guī)定，u1ma初值差不超過±5%且不能小于名牌規(guī)定值，0.75u1ma泄漏電流初值差不大于30%或不大于50?a。

避雷器例行試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行應(yīng)項(xiàng)目試驗(yàn)，如有下列情況也應(yīng)進(jìn)行該試驗(yàn):1)紅外熱像檢測時(shí)，溫度同比異常。2)運(yùn)行電壓下持續(xù)電流偏大。3)有閥片老化或者內(nèi)部受潮的家族缺陷。

4 案例分析

2017年5月10日，現(xiàn)場環(huán)境溫度為19℃，濕度60%，電氣試驗(yàn)班在對某110kv變電站開展運(yùn)行中持續(xù)電流(阻性電流)檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)惠白1912線線路避雷器阻性電流基波分量和??數(shù)據(jù)異常。該避雷器2009年4月生產(chǎn)，型號為yh10zw-100/260w。

4.1 運(yùn)行中持續(xù)電流(阻性電流)檢測數(shù)據(jù)及分析

惠白1912線線路避雷器阻性電流帶電檢測電壓采樣采用有線方式，在有干擾模式下測試，檢測數(shù)據(jù)見表1，歷史數(shù)據(jù)見表2，避雷器阻性電流測試儀判據(jù)見表3。根據(jù)表3可以得出惠白1912線線路避雷器a、c兩相性能為中，b相為差。

比較表1和表2檢測結(jié)果，惠白1912線線路避雷器bc兩相全電流變小，而避雷器阻性電流基波成分增長較大，諧波含量基本為0，避雷器有明顯劣化明顯，可能是由于內(nèi)部受潮或表面污穢嚴(yán)重導(dǎo)致?；莅?912線線路避雷器a相減小，阻性電流占比增加，避雷器性能有劣化趨勢。

表1 惠白1912線線路避雷器阻性電流帶電檢測

表2 2016年惠白1912線線路避雷器阻性電流

表3 避雷器阻性電流測試儀判據(jù)

4.2 避雷器紅外檢測圖譜及分析

2017年5月25日，電氣試驗(yàn)班對惠白1912線線路避雷器進(jìn)行紅外精確測溫，現(xiàn)場環(huán)境溫度為20℃，濕度55%?；莅?920線線路避雷器三相紅外圖譜如圖1所示，惠白1920線線路避雷器b相紅外圖譜如圖2所示。

由圖1可知惠白1912線線路避雷器b相溫度較a相高1k，b相避雷器局部有明顯發(fā)熱，c相避雷器局部有輕微發(fā)熱現(xiàn)象，根據(jù)dl/t 664-2008帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范，判斷為惠白1912線線路避雷器b相存在受潮或老化。

4.3 停電例行試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

2017年6月6日，對惠白1912線線路避雷器進(jìn)行停電試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)在避雷器表面加屏蔽，排除表面泄漏電流干擾，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4，歷史數(shù)據(jù)見表5。避雷器廠家要求u1ma≥145kv，惠白1912線線路避雷器bc兩相u1ma都達(dá)不到廠家要求，試驗(yàn)數(shù)據(jù)不合格，且b相避雷器內(nèi)部加壓過程有放電聲音，與歷史數(shù)據(jù)比較u1ma下降多，惠白1912線線路避雷器bc兩相可能內(nèi)部受潮或老化。

惠白1912線線路避雷器a相u1ma符合要求，但75% u1ma泄漏電流大于50?a標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)不合格，是歷史數(shù)據(jù)的2.5倍，增加明顯，因此，避雷器內(nèi)部可能有輕微受潮或老化。

圖1 惠白1920線線路避雷器三相紅外圖譜

圖2 惠白1920線線路避雷器b相紅外圖譜

表4 惠白1912線線路避雷器停電數(shù)據(jù)

表5 惠白1912線線路避雷器歷史停電數(shù)據(jù)

4.4 解體檢查

6月12日，專業(yè)人員對惠白1912線線路避雷器b相進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電元件表面嚴(yán)重氧化，zno元件的熱縮套外殼有明顯水痕和放電痕跡，如圖3所示。

圖3 惠白1912線b相線路避雷器氧化鋅元件

由此可知，惠白1912線線路避雷器b相因密封不良導(dǎo)致受潮。惠白1912線線路避雷器三相屬于同一個(gè)廠家，同一批次廠品，帶電檢測數(shù)據(jù)都表現(xiàn)為性能劣化，停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)均不合格。因此惠白1912線線路避雷器該批次廠品存在密封不良家族性缺陷的可能性比較大。

5 結(jié)論

實(shí)踐證明，紅外測溫和運(yùn)行中持續(xù)電流(阻性電流)檢測都能在不停電情況下有效發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部缺陷，是停電例行試驗(yàn)的有效補(bǔ)充。當(dāng)一種帶電檢測手段發(fā)現(xiàn)問題后，可以用另一種檢測手段進(jìn)行印證，采取聯(lián)合檢測的方式，最終確定故障性和部位。

通過帶電檢測可以發(fā)現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備潛伏性缺陷或隱患，提高檢修針對性和工作效率，減少維護(hù)工作量、停電時(shí)間和維修成本，延長試驗(yàn)周期，確保供電可靠性，切實(shí)保障電力設(shè)備安全運(yùn)行。