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避雷器帶電測試心得 在電力系統(tǒng)中，避雷器能釋放雷電或操作過電壓能量，保護(hù)電氣設(shè)備免受瞬時過電壓危害，又能截斷續(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導(dǎo)線與地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)過電壓值達(dá)到規(guī)定的動作電壓時，避雷器立即動作，流過電荷，限制過電壓幅值，保護(hù)設(shè)備絕緣；電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常供電。金屬氧化物避雷器(MOA)因其優(yōu)越的過電壓保護(hù)特性局屬站應(yīng)用最多的避雷器。但MOA的故障可能會導(dǎo)致其爆炸，影響系統(tǒng)安全運(yùn)行，必須對運(yùn)行中的避雷器進(jìn)行嚴(yán)格有效的檢測和定期預(yù)防性試驗(yàn)，由于避雷器預(yù)試(特別是主變?nèi)齻?cè)避雷器)必須停運(yùn)主設(shè)備，會降低設(shè)備的運(yùn)行可靠性，而且有時因?yàn)檫\(yùn)行方式的限制無法停運(yùn)主設(shè)備，導(dǎo)致避雷器無法按時預(yù)試，因此避雷器的不停電測試顯得尤為重要。1避雷器測試現(xiàn)狀：當(dāng)前，對避雷器的狀態(tài)監(jiān)測的有效手段之一是在線檢測，在線檢測目前普遍采用的方法是測量避雷器的全電流，具體是在110KV等級及以上的避雷器的下端接地回路上安裝泄漏電流監(jiān)視儀，通過定時人工巡視來監(jiān)視泄漏電流的大小與變化趨勢或?qū)?shù)據(jù)遠(yuǎn)傳到檢測中心進(jìn)行統(tǒng)一分析，通過記錄全電流讀數(shù)來判斷避雷器的老化和絕緣損壞程度。然而這些測量方法所得到的全電流中包含了避雷器表面的泄漏電流、內(nèi)部的泄漏電流以及本體電容電流等的總和，它不能有效反映避雷器內(nèi)部絕緣（支架絕緣、內(nèi)壁絕緣、氧化鋅片的質(zhì)量等）的真實(shí)運(yùn)行情況。因此，目前在線監(jiān)測獲取數(shù)據(jù)的片面性以及較高的購置、安裝和維護(hù)成本，決定了它無法全面透徹的反應(yīng)避雷器的運(yùn)行狀況以及立即大批量使用。在這種情況下，每年春、秋季進(jìn)行的兩次避雷器帶電測試工作是十分必要的，通過測量避雷器的全電流、阻性電流和損耗功率，可以清晰準(zhǔn)確的分析出避雷器的運(yùn)行狀況，為狀態(tài)檢修工作提供最直觀的數(shù)據(jù)以供判斷。2技術(shù)問題：1）在運(yùn)行電壓下流過避雷器的泄漏全電流包含了阻性泄漏電流分量、容性泄漏電流分量兩部分。在避雷器處于正常運(yùn)行電壓狀態(tài)下阻性電流分量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于容性分量，一般阻性泄漏電流分量占全電流的比例不會超過1015%的數(shù)值，所以阻性分量即使增加一倍，全電流的變化不會超過5.0%。所以采用全電流的測量方法，就不能有效監(jiān)視避雷器的內(nèi)部性能劣化的趨勢。2）在運(yùn)行電壓下的測量，由于運(yùn)行電壓的變化幅度將達(dá)到大于5%以上，所以產(chǎn)生的全電流的變化由于電容分量的線性變化影響使測量全電流數(shù)值的結(jié)果也有5%以上幅度的變化，從而淹沒了由于阻性電流變化而引起上面提到的全電流變化5%的比例。3）如果避雷器在運(yùn)行中由于內(nèi)部元件發(fā)生劣化，引起阻性泄漏電流的增加，即有功損失分量不斷加大，如此繼續(xù)劣化下去，達(dá)到一定程度后會導(dǎo)至避雷器的熱崩潰，若不能迅速將不正常的避雷器及時退出運(yùn)行，很可能在一段時間內(nèi)（幾月、天或數(shù)小時）發(fā)生爆炸，引發(fā)大面積電力事故。分析一般引起避雷器阻性泄漏電流增加的原因有下面主要方面：A、避雷器的內(nèi)部受潮而產(chǎn)生的內(nèi)部絕緣下降 a、避雷器在制造中由于在正常的氣候條件下進(jìn)行組裝，留存有一定的濕度。b、避雷器內(nèi)部的絕緣材料的吸潮性或者內(nèi)部有潮氣而沒有將其排除進(jìn)行組裝，投入運(yùn)行以后緩慢的釋放。c、本體本身與密封口的呼吸作用。 d、外瓷套本身材料老化或者呼吸作用。 B、避雷器的氧化鋅片本體在通流負(fù)載下質(zhì)量發(fā)生變化 。 a、大雷電流沖擊引起積累效應(yīng)。 b、高內(nèi)過電壓沖擊。 c、長期運(yùn)行電壓下的自然老化。 d、氧化鋅片的通流容量與實(shí)際的通流量不符合加劇老化。 資料反映，在避雷器損壞的統(tǒng)計中是由于內(nèi)部受潮所引起的比例達(dá)到總故障數(shù)50%以上，而氧化鋅片的劣化所引起的事故大約占30%不到。要解決這些問題，除了制造廠在元件及制造工藝上提高固然很重要外，對于班組如何加強(qiáng)對避雷器在運(yùn)行中的帶電測試也至關(guān)重要，若能及時發(fā)現(xiàn)避雷器的劣化趨勢，就可盡快采取措施或?qū)⒈芾灼魍顺鲞\(yùn)行，達(dá)到預(yù)防事故的發(fā)生。 mA 特性降低后的電流值I2 正常特性的電流值I1 KV 圖1 避雷器伏安特性圖3通過試驗(yàn)證明阻性電流反映的可靠度：下面將避雷器的泄漏電流進(jìn)行了一組試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如表1所示（測量儀器MD-1B氧化鋅避雷器帶電檢測儀，被試避雷器為XXXX避雷器A相，數(shù)據(jù)時間為2009.3-2011.3）：表1：避雷器泄漏電流表： 時間交流持續(xù)電壓試驗(yàn)（110KV）下的泄漏電流（A）全電流阻性泄漏電流（峰值）2009.3.166951882009.10.227001682010.3.186901592010.10.256851502011.3.10675150從表1數(shù)據(jù)看，在正常狀態(tài)下阻性電流分量要比電容電流分量小得多，避雷器的全電流為680700微安左右，而阻性電流基波峰值只有150180微安左右，此時容性電流的數(shù)值接近于全電流，取2009年3月16日的數(shù)據(jù)計算說明：容性電流分量計算： Ic= 682A 阻性電流有效值是： Ir=188/1.414=133（有效值）當(dāng)阻性電流峰值增加到300微安的時候,全電流達(dá)到714微安,僅比695微安大了19微安，增加的比例是3%，但是阻性電流峰值恰恰增加了近112微安，增加的比例達(dá)到了60%。所以阻性電流增大對全電流增大的幅度并不大，全電流不能快速、正確發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部的質(zhì)量變化，而阻性電流才能是有效的、可靠的反映氧化鋅避雷器內(nèi)部的質(zhì)量變化。所以測量阻性電流的技術(shù)對于反映避雷器的內(nèi)部質(zhì)量是可靠的。而目前有的廠家說明中提到，全電流增加的數(shù)值超過10%，即可以認(rèn)為是有問題的，那么在這樣的情況下阻性電流實(shí)際上可能已經(jīng)增加了數(shù)倍，在這樣的情況下，避雷器內(nèi)部的功率損失已經(jīng)達(dá)到驚人的水平，在全電流變化不大的情況下，實(shí)際上避雷器已經(jīng)達(dá)到了難以承受的地步。4避雷器泄漏電流的組成：避雷器在運(yùn)行電壓下的泄漏電流的組成主要部分可以分解為：1 氧化鋅本體的泄漏電流2 套管表面的泄漏電流 3 流經(jīng)隔弧筒與支架的泄漏電流 4 套管內(nèi)壁的泄漏電流與套管本身材料的泄漏電流 5 空氣在電場作用下的泄漏電流 在實(shí)際運(yùn)行中，對于正常的避雷器的內(nèi)部由于結(jié)構(gòu)的固定與工藝的保證，所以內(nèi)部的泄漏電流基本是維持在一定的范圍內(nèi)。但是套管的表面受到環(huán)境的影響，導(dǎo)至泄漏電流有微量變化，見下面表2的測量結(jié)果（測量儀器MD-1B氧化鋅避雷器帶電檢測儀，被試避雷器為橋頭變XXXX避雷器A相，數(shù)據(jù)時間為2008.9-2011.3）： 表2 不同環(huán)境下的泄漏電流值測試時間試品狀況全電流（A）阻性電流（A）2011.3.10避雷器表面干凈環(huán)境溫度：15相對濕度：30%6751502008.9.23避雷器表面輕微污染環(huán)境溫度：27相對濕度：60%711165上表中的數(shù)據(jù)表明：避雷器在外界環(huán)境變化因素下，在泄漏儀器上測量的電流的讀數(shù)會隨之而發(fā)生變化，按照規(guī)程規(guī)定，變動屬于正?？煽胤秶?，數(shù)據(jù)可以反映內(nèi)部的真實(shí)泄漏電流情況。為了進(jìn)一步驗(yàn)證以上結(jié)論，通過查閱資料，找到專業(yè)機(jī)構(gòu)對避雷器組成的各個主要部件如芯體、套管進(jìn)行測試，結(jié)果見表3所示： 表3避雷器組成的各部件的泄漏電流的測量結(jié)果： 條 件在環(huán)境溫度（9140C） 相對濕度（6070%）下的泄漏電流（A）試品序號12345芯體部分710720710720720套管部分2729282826隔弧筒部分2532272627表3中的數(shù)據(jù)看出，在正常情況下，流經(jīng)避雷器的電流大部分是流經(jīng)避雷器的芯體柱部份的電流（大約占93%以上），因此泄漏電流表中測量到的讀數(shù)應(yīng)當(dāng)講是可以真實(shí)反映避雷器的芯體柱的運(yùn)行狀態(tài)。結(jié)合表2，在外表污染的情況下，表面的泄漏電流的增加，但其增幅屬于可接受范圍。5、避雷器帶電測試避雷器帶電測試是通過專用的阻性電流測量儀獲得避雷器運(yùn)行時的全電流Ix，以避雷器端電壓U為基準(zhǔn)向量，通過比較Ix與U的相位，將Ix中阻性分量IR與容性分量Ic分離出來，從而根據(jù)阻性分量IR的變化來判斷避雷器的運(yùn)行狀況。將試驗(yàn)設(shè)備的電流回路并聯(lián)于避雷器泄漏電流監(jiān)控儀兩端，因監(jiān)控儀內(nèi)阻較大，故可不計分流，即可獲得避雷器的全電流。將試驗(yàn)設(shè)備電壓回路并聯(lián)接到被測相母線TV二次電壓端子上，可獲得母線電壓的相位?，F(xiàn)場測量接線圖如圖2所示。 圖2避雷器帶電測試接線 通過多年的數(shù)據(jù)積累和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)測量值與初始值比較，阻性電流增加1倍時，應(yīng)停電檢查。很多實(shí)測例子表明，阻性電流增加3050時，就應(yīng)注意加強(qiáng)監(jiān)測，這就需要加強(qiáng)變電站值班人員的日常巡視制度。當(dāng)阻性電流增加1倍時就應(yīng)報警，安排停運(yùn)檢查。在線監(jiān)測或帶電測量原則上可以代替部分停電試驗(yàn)，但是，當(dāng)在線監(jiān)測發(fā)現(xiàn)絕緣有問題時，還應(yīng)停電試驗(yàn)。對新投運(yùn)的110kV以上避雷器，在投運(yùn)初期，應(yīng)每月帶電測量一次避雷器在運(yùn)行電壓下的泄漏電流，三個月后改為半年一次。有條件的盡可能安裝在線監(jiān)測儀，以便在巡視時觀察運(yùn)行狀況，防止泄漏電流的增大。不同生產(chǎn)廠家，對同一電壓等級的避雷器在同一運(yùn)行電壓下測得的泄漏電流值差別很大，不應(yīng)用泄漏電流的絕對值作為判定避雷器質(zhì)量狀況的依據(jù)，而應(yīng)與前幾次測得的數(shù)據(jù)作縱向比較，三相之間作橫向比較。電壓升高、溫度升高、濕度增大，污穢嚴(yán)重都會引起避雷器總電流、阻性電流和功率損耗的增大，這是應(yīng)該注意的。在帶電測試時，對發(fā)現(xiàn)異常的避雷器，在排除各種因素的干擾后，仍存在問題，建議停電作直流試驗(yàn)，測取直流參考電壓及75%直流參考電壓下的泄漏電流，以確診避雷器是否質(zhì)量合格。確認(rèn)避雷器存在質(zhì)量問題，應(yīng)及時與制造廠聯(lián)系，以便妥善處理從今年春季的避雷器帶電測試工作的結(jié)果來看，所轄變電站的全電流、阻性電流與損耗功率較初始值均未有明顯變化，表明在最近一段時期內(nèi)，所轄站避雷器的老化速度總體較為緩慢，仍處于可控狀態(tài)。同時，結(jié)合今年的XXXX大修工作中的試驗(yàn)內(nèi)容，對之前的避雷器帶電測試所得出的結(jié)論進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果如下：表4：XXX變部分避雷器帶電測試情況運(yùn)行編號總電流（u A)阻性電流（u A)功率（W）ABCABCABCXXX避雷器468449439909292595856XXX避雷器434419442868292565557XXX避雷器592557585123111122807376XXX避雷器605553573126113119827474與初始值相比未發(fā)現(xiàn)明顯變化，避雷器狀態(tài)正常。表5：XXX變部分避雷器例行試驗(yàn)情況運(yùn)行編號部位I0.75U1mAABCXXX避雷器上434039下151720XXX避雷器上404341下353630XX避雷器上283735下152