變電站避雷器泄漏電流異常

陶偉 錢心怡

摘要：隨著科技的不斷發展，金屬氧化物避雷器逐步取代傳統的碳化硅避雷器，成為用戶的首選，但避雷器會存在泄漏電流異常問題，使得其成為業界重點關注的焦點之一。鑒于此，本文將在概述避雷器的基礎上，通過案例說明變電站避雷器泄漏電流異常的原因及防范措施，以供相關的工作人員參考借鑒，希望本文探討的內容能為推動相關領域實踐發展做出有益的理論嘗試。

關鍵詞：變電站;避雷器;泄漏電流;異常;原因;防范措施

金屬氧化物避雷器是保證電力系統安全運行的主要保護設備之一。主要用于保護各種電氣設備免受電壓損壞。金屬氧化物避雷器的非線性伏安特性將通過防雷保護的電流降低到正常工作電壓，并且由于其長期工作電壓，在過電壓運行期間電阻迅速降低，避雷器易發生故障，嚴重影響被保護設備的正常運行。

1避雷器

避雷器指的是用于保護電氣設備免受雷擊時高瞬態過電壓危害，并限制續流時間，也常限制續流幅值的一種電器。避雷器有時也稱為過電壓保護器，過電壓限制器。避雷器的類型主要有保護間隙、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。保護間隙主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統、線路和變電所進線段保護。閥型避雷器與氧化鋅避雷器用于變電所和發電廠的保護，在500KV及以下系統主要用于限制大氣過電壓，在超高壓系統中還將用來限制內過電壓或作內過電壓的后備保護。避雷器的主要特點包括：（1）其非線性伏安特性較好，保護功能較為優越;（2）造價低廉、體積較小，比較適合大規模生產;（3）具有較好的耐污穢特征;（4）沒有續流，能夠經受多重雷擊，保護功能強大。

2案例分析

2.1案例情況

2018年11月26日，某110kV變電站#2主變35kV側A相避雷器在線監測儀泄漏電流超正常值1.2倍，但小于1.4倍，屬于重要缺陷，后加強跟蹤，未發現有惡化趨勢。2018年12月3日，檢修人員到現場檢查處理，發現該避雷器在線監測儀的泄漏電流顯示值和鉗形電流表測試值均超過正常值1.4倍。該缺陷被定性為緊急缺陷，公司運檢部聯系調度安排停電處理。公司申請#2主變35kV側改開關主變檢修，于當天18：30完成三相避雷器的更換，#2主變于20：35復役。#2主變35kV側避雷器，型號為Y5W-42/126。更換后避雷器型號為HY10WZ-51/120，2016年6月出廠。

2.2原因分析

原#2主變35kV側避雷器在歷次常規檢修和帶電檢測過程中，運行情況正?！，F場外觀檢查，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，未發現明顯破損或其他缺陷。檢修人員對拆下來的避雷器進行試驗測量，試驗結果如表1所示。由試驗結果可以看出，A相避雷器直流1mA（U1mA）電壓對比B、C兩相電壓明顯偏低，而且A相避雷器0.75U1mA下的泄漏電流也明顯超標（一般情況下不應大于50μA）?？梢耘袛?，#2主變35kVA避雷器內部故障。檢修人員通過解體檢查發現，該避雷器內腔有水跡，內腔底部有放電現象。避雷器金屬氧化物芯體表面有鹽漬存在，并且一根固定絕緣桿斷裂。對解體后的單片金屬氧化物芯體進行絕緣測量，絕緣均良好，單體絕緣均在10000MΩ以上。三根芯體支撐桿絕緣不良，只有22.5、22.7、32MΩ。同時在拆解該避雷器底座時，發現避雷器底部銹蝕嚴重，防爆膜已經開裂。

2.3影響因素

2.3.1溫度因素的影響

避雷器內部空間狹小，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。

2.3.2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，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。

2.3.3周圍設備或建筑物帶來影響

由于現場氧化鋅避雷器試驗電壓較高，與周圍設備或建筑物距離不夠，易產生電暈放電，給測量帶來誤差。

2.4最終原因分析

考慮到該避雷器投運已近20年，初步判斷此缺陷原因為該避雷器受雨雪等潮濕天氣影響，潮濕空氣集聚在避雷器底座空間內，而避雷器底座為純瓷絕緣子，潮氣無法擴散，造成避雷器底部受潮，長時間運行情況下，導致避雷器底部防爆膜腐蝕老化，最終開裂，潮氣進入避雷器內腔。當避雷器通過泄流電流時，金屬氧化物芯體會發熱，使得避雷器內腔溫度升高，濕度增大;當外部環境溫度發生劇烈變化時，避雷器內腔的潮氣會凝結成水露吸附在金屬氧化物芯體、絕緣支撐桿和瓷套內壁表面，形成泄流通道，使得金屬氧化物芯體表面絕緣下降，泄漏電流增大，外在表現為避雷器在線檢測儀泄流電流讀數變大，與實際相符。當避雷器內腔濕度進一步增大時，金屬氧化物芯體與純瓷內腔之間會發生閃絡，事實表明，A相避雷器內腔底部存在放電痕跡。同時，避雷器內腔的潮濕空氣和冷凝水使得支撐桿受潮，絕緣下降，在某一次的避雷器動作時，支撐桿斷裂。

2.5防范措施

純瓷絕緣金屬氧化物避雷器頂部及底部絕依靠不銹鋼防爆膜來防水，其不銹鋼防爆膜由6顆螺絲固定，防水性能差，在運行檢修時，檢修人員應采用防水膠密封，防止雨水潮氣進入避雷器內腔。采用復合絕緣金屬氧化物避雷器代替純瓷絕緣金屬氧化物避雷器。對當前的純瓷絕緣金屬氧化物避雷器進行統一的排查，結合停電逐步進行更換。此次氧化鋅避雷器泄漏電流超標是一起典型的避雷器內部閥片受潮導致絕緣性能降低的案例，通過停電試驗，及時發現了設備缺陷，避免了缺陷的進一步發展。

3結束語

避雷器的主要功能是能夠有效防止電力系統過壓現象，保證整個設備體系正常運行。實踐分析，避雷器的基本性能對整個系統的安全運行有著直接的影響。當泄漏電流處于異常狀態時，極容易出現擊穿損壞故障，影響設備的正常運行。在判斷故障的時候，需要逐步排除影響查找原因，最終確定根本原因，并對其進行針對性的處理，以保證避雷器功能的正常發揮。

參考文獻

[1]張志恒，劉同寶，倪詩坤.一起變壓器低壓側35kV避雷器事故分析[J].山東電力高等?？茖W校學報，2020，23（6）：23-25.

[2]甘艷，張昌，王建，馬志偉，杜志葉，阮江軍.相鄰帶電體對500kV變電站母線避雷器泄露電流的影響研究[J].武漢大學學報：工學版，2019，0（6）：536-543.

[3]吳耀輝，肖利龍，劉昕鶴，何可夫.金屬氧化物避雷器帶電測試流程優化方法研究[J].機電信息，2020（30）：15-16.

[4]梁富光.一起線路斷線引發的避雷器擊穿事故分析[J].電瓷避雷器，2020，0（2）：137-140.

[5]彭杰，彭剛，張云，曾力，肖云，楊韜，文志強.基于實測空間泄漏法的500kV避雷器上節泄漏電流測試研究[J].電瓷避雷器，2019，0（1）：60-64.

[6]司文榮，王遜峰，莫穎濤，王昭夏，沈東明，張錦秀.110kV復合外套金屬氧化鋅避雷器爆炸故障分析[J].電瓷避雷器，2018，0（1）：163-169.