避雷器阻性電流在線監測裝置在避雷器故障預警及分析方面的研究與應用

許東亞 唐邦義 王強 李澤鋒

【摘 ?要】氧化鋅避雷器是電網中不可或缺的過電壓防護設備，其重點用來限制過電壓，保證系統的正常穩定運行。盡管氧化鋅避雷器的主要組成部件的制造水準持續得到精煉，但是基于長期承受工頻電壓、間歇性承受過電壓以及內部受潮等不良因素，閥片的性能會逐漸劣化，泄漏電流不斷增加，從而導致溫度持續升高，最終造成電網事故。因此，研究可靠的對避雷器進行在線監測和故障預警的手段迫在眉睫。

【關鍵詞】氧化鋅避雷器;在線檢測;故障預警

引言

目前國內外MOA在線監測的方法主要有：全泄漏電流監測法、三次諧波檢測法、電容電流補償監測法、基波阻性電流監測法和溫度監測法。通過這些方法實現對MOA性能狀態的監測。全泄漏電流法是早期MOA在線監測廣泛使用的一種方法。

一、概況

1號主變壓器三側跳閘，現場檢查1號主變壓器750kV側避雷器C相壓力釋放通道口處噴開。

二、1號主變壓器750kV側避雷器在線數據分析

1）1號主變壓器750kV側避雷器A相和B相的全電流和阻性電流數據曲線無明顯突變增長趨勢，故障后數據降為0;1號主變壓器750kV側避雷器C相全電流數據在故障時刻瞬間增至5.85mA，全電流數據曲線突增，故障后數據降至0。通過在線數據曲線分析，C相避雷器內部出現故障，導致全電流突增;A、B相全電流趨勢平穩無異常。

2）1號主變壓器750kV側避雷器B相近一個月全電流數據顯示：全電流、阻性電流數據變化趨勢平穩，無異常增加及突變，設備故障停電后數據為0，判斷該相設備無異常。

3）1號主變壓器750kV側避雷器C相近一個月全電流數據顯示：10月2日17時之前全電流、阻性電流數據變化趨勢平穩，無異常增加及突變;17時之后全電流數據發生明顯增長，17時39分數據突變;阻性電流為負值此原因由于裝置采集全電流與基準電壓角度偏差引起，由于裝置原理結構原因所取參考電壓有兩部分組成，分別為站用電220伏市電和電壓互感器二次計量電壓組成，由于220伏電壓時有出現波動會對避雷器所采集的基準電壓造成角度偏差。

4）經過分析1號主變壓器750kV側避雷器各階段阻性電流數據表，可將1號主變壓器750kV側避雷器C相缺陷發展分為4個階段進行分析。

2.1?正常階段：設備投運至2019年10月2日，該階段設備運行正常，雖在運行過程中避雷器全電流波出現波動，但無較大增長，未達到初值差要求，波形無畸變，且數據平穩，數據基本于3.3～3.7區間內波動。

2.2?突變階段：2019年10月2日13時--2019年10月2日17時07分，該階段避雷器已明顯劣化，全電流開始急速增加，波形進一步畸變，電流出現持續增大情況，于2日17時39達到4.158mA，17時之后實際電流應該還在明顯增加。

2.3?擊穿后：2日18時11分-2日20時52分，此時該間隔實際已停電，造成該階段在設備停電時，后臺數據上傳為0。

縱向分析：比較1號主變壓器750kV側避雷器C相投運以來全電流數據，10月2日之前數據波動在3.3至3.7之間，由于24小時時間段環境溫度影響，溫度高時全電流大，溫度低時全電流小，整體數據分析發現全電流數據隨溫度平穩波動，無數據突增及突變現象，在線監測數據正常，設備無異常;該相數據在2019年10月2日17時出現突增，pms系統在線監測全電流4.158mA（后臺監測機為5.85mA），較投運時的3.425mA增加了21.4%（全電流超過20%偏差要求），直至17時39分全電流才首次達到4mA，歷史運行最高值，隨后17時47分設備發生故障，由于在線監測裝置采集周期為30分鐘，17時47分該時間點在線監測裝置未到采集上傳時間設定值，故裝置未采集到故障增長趨勢，設備就已發生突發性事故。

橫向分析：剛投運時，該間隔三相數據大致相同，隨著時間推移C相數據也未發生明顯增加，正常相A、B相數據未見明顯變化，到2019年10月2日C相數據發生突增現象，導致相間互差已超過37.5%（滿足偏差70%要求），10月2日之前在線數據均橫向比對誤差滿足規定要求值。

綜合分析：綜合橫向、縱向比對發現該設備投運至故障發生前各項指標均在合格范圍內，無異常監測數據告警，設備故障屬于突發性故障。

三、避雷器交接試驗及帶電運行后檢測數據分析

1、查閱該避雷器交接試驗數據及投運后帶電檢測數據，均滿足設備運行條件，無異常。

2、帶電檢測數據與在線數據分析

因該組避雷器為新投設備，本次測試數據為第一次測試，無法比較阻性電流初值差;將帶電檢測數據與在線數據進行比對，滿足比對標準。

四、原因分析及結論

主要有四點;

（1）避雷器內部部分閥芯受潮，因受潮閥芯數量較少，未對交接試驗數據及設備初期帶電檢測數據產生影響;但隨著設備運行時間過長，導致缺陷慢慢擴大，最終致使避雷器擊穿。

（2）避雷器制造工藝不良，避雷器密封不良。查閱歷史天氣，9月16日莎車站下過雨，空氣濕度增大，泄漏電流增大，特別是當避雷器密封不良時，避雷器閥芯受潮，避雷器泄漏電流會明顯增大。

（3）溫度的大小是影響避雷器泄漏電流大小的重要因素，溫度升高，避雷器散熱能力下降，電阻片溫度隨之上升，阻性電流及全電流增大。

（4）避雷器閥芯在帶電情況下會慢慢的自然老化。

綜上所述，造成該相避雷器擊穿的原因可能只要是設備出廠本身就存在密封不良、閥芯受潮等缺陷，設備帶電運行后加之經過雨水沖洗，閥芯受潮劣化，致使內部電阻片、絕緣桿等受潮，各方面因素疊加最后導致避雷器擊穿。

五、處理措施及建議

1、加強金屬氧化物避雷器巡視及例行試驗工作，加強對避雷器在線數據監測工作，并積累在線監測、帶電檢測數據，對其發展趨勢進行分析判斷。

2、加強基建工程避雷器現場驗收工作。此外交接試驗需避雷器廠方提供壓力檢測專用工裝（壓力表頭及附件），逐臺檢測避雷器壓力并做好相關記錄。

參考文獻：

[1]王麗平.氧化鋅避雷器泄漏電流在線監測裝置的研究.2015

[2]陳繼龍.氧化鋅避雷器阻性電流測試儀的研制及其應用【J】，中國電力.2000

（作者單位：國網新疆檢修公司）