避雷器带电检测与停电试验的联合诊断应用

王 瑞

（国网宁夏电力有限公司检修公司）

0 引言

金属氧化物避雷器 （MOA），是一种新型避雷器。在MOA中，只有压敏电阻片，没有火花间隙，目前我国电力系统对其的运用是非常广泛的。其中，压敏电阻片是由氧化秘或者氧化锌等金属氧化物通过烧结后形成的，是一种多晶半导体陶瓷元件，具有较好的阀特性。在过电压环境下，压敏电阻片的电阻会迅速降低，能够将雷电流进行有效泄放。在工频电压环境下，压敏电阻片的电阻是非常高的，能够对工频续流产生显著的抑制作用，所以不需要选用火花间隙，便能够将因工频续流所引起的电弧进行有效熄灭。

1 MOA停电试验和带电检测的概述

1.1 停电试验

（1）对绝缘电阻进行测量。主要测量内容为对MOA是否进水受潮进行检查，对MOA内部熔丝的完好性进行检查。根据电力预防性试验规程规定，针对不到35kV的MOA，使用2500V绝缘电阻表来进行测量时，绝缘电阻应高于1000MΩ；针对高于35kV的MOA，使用2500V绝缘电阻表来进行测量时，绝缘电阻应高于250MΩ。

（2）对75%U1mA直流下的泄漏电流、直流1mA时的临界动作电压U1mA进行测量。对于MOA的U1mA，主要测量内容为对阀片是否受潮进行检查，对MOA的动作性能是否满足要求进行确定，常常选用单相半波整流电路来对接线进行测量。和U1mA的出厂值或者初始值比较，U1mA实测值的变化不得高于5%。如果U1mA偏低，则在不同故障和操作的瞬态过电压下，MOA极易受损，严重时还会出现爆炸现象；如果U1mA偏高，则会大大降低被保护电气设备的绝缘裕度。对于75%U1mA下的直流泄漏电流，主要测量内容为对长期允许工作电流的变化情况进行检查。根据有关规程规定，75%U1mA下的泄漏电流应小于50μA。

1.2 带电检测

（1）针对阻性电流，通过选用带电检测方法，能够对MOA的劣化情况进行更好的监视。大量实践证明，MOA密封破坏的一大重要原因，就是冬季的低温和夏季的高温，当然MOA在雷雨季节出现较多的过电压作用下，其劣化速度也会不断加快。所以，必须要在春季和秋季这两个季节分别进行一次带电检测。在进行带电检测时，宜选择在空气湿度、温度比较接近、干燥晴朗的天气下进行，以确保数据的可比性。

（2）对在线监测仪进行装设。MOA在线带电监测的常用方法为选用漏电流指示型计数器。其中，漏电流指示型计数器不但具有原避雷器计数器的计数功能，还具有避雷器漏电流指示功能。在长时间不间断续运行电压下，能够对MOA的漏电流值进行长期指示，而在过电压下，还能够对避雷器的动作次数进行记录。

（3）选用红外线热成像技术进行测试。通过运用红外线热成像技术对MOA进行监测，能够获取比较好的效果，能够对各种干扰影响进行有效避免。大量实践证明，MOA热像在正常状态下，呈整体温度分布均匀、轻度发热，中上部温度稍微高一些。如果MOA受潮，则在受潮初期阶段，MOA热像会表现为增加受潮元件的发热；在受潮严重时，MOA热像会表现为增加受潮元件的自身发热，同时因为大部分非故障元件承受运行电压，非故障元件发热超过故障元件。当多个元件、多相温度发幅度上升时，表明MOA阀片出现老化现象。在外界光源照射影响下，极易出现测量误差现象，所以宜在晚上进行红外线测试，同时为避免遭受光源中红外线的干扰影响和因白天光照射所造成局部温度大幅度上升的影响，应将设备区的照明全部关闭。

2 避雷器带电检测与停电试验的联合诊断应用

2.1 案例分析

在2017年3月10日，针对某330kV变电站，检测人员对其进行专业化巡检时，发现35kV1＃电容器A相避雷器的泄漏电流数值过大，出现异常，同时避雷器在线监测仪显示值和钳形电流表测试值是相同的，由此判定在线检测仪并未发生故障，运维工作人员之后对该组避雷器进行了带电检测，以对MOA的运行状态进行准确掌握。

2.2 红外热像的检测

避雷器在线诊断的一种重要方法，就是红外热成像技术。红外热成像技术具有多种优点，包括灵敏度高、准确直观、不停电等，能够将避雷器的缺陷和故障在短时间内检测出来。本文主要使用FlukeTi40／45FT型红外测温仪，分别对35kV1号—4号电容器MOA进行红外测温，其中，测量出来的温度值，如表1所示。

通过对表1进行深入分析后发现，除了3号电容器A相避雷器下金属法兰的温度和本体温度之间不存在温差以外，其他相均存在温差，同时和环境温度之间的相差并不大，由此证明A相避雷器下金属法兰出现明显发热现象，温度出现发幅度上升现象，必须要进行停电试验，采用有效的检修对策。

表1 红外热像检测数据

2.3 紫外成像检测

本文主要选用TD80型紫外成像仪，分别对35kV 1号—4号电容器避雷器进行紫外成像测量，其中测得的数据如表2所示。通过对表2进行分析后，发现全部MOA的紫外光子数均在同一个范围中进行波动，不存在规律性，所以紫外光子数检测不存在异常现象。

表2 紫外成像检测

（续）

2.4 自动边补方式下阻性电流的异常检测

（1）自动边补方式下阻性电流异常检测的判定原理为：

1）A、C相避雷器数据异常的判断原理

当避雷器中A相、C相避雷器其中之一出现异常现象时，lC超前IA的角度φCA便会出现变化，同时A相补偿角度也会随之发生变化。

2）B相避雷器数据异常的判断原理

针对A、C相，自动边补技术只对其进行角度的适当补偿，不会补偿B相，因此，禁用补偿方式下的B相试验数据和选用自动边补技术下的B相数据差不多是一样的。所以，在B相避雷器出现异常现象时，宜选用纵横分析法，互相比较分析历年检测的阻性电流角度、全电流、峰值等，以对B相避雷器的状态变化情况进行判断。

（2）自动边补方式下阻性电流的异常检测分析

在对该变电站35kV1号电容器避雷器进行阻性电流带电检测后发现，历次检测值和试验数据之间出现比较明显的不同，A相全电流出现变大现象、阻性电流变大、检测电流超前、电压角度变小，而B相、C相全电流几乎未发生变化。其中，历次阻性电流带电检测数据，如表3所示。

表3 历次阻性电流带电检测数据

通过对上表数据进行深入分析后，不难判定出A相MOA的阻性电流带电检测数据存在异常现象，而C相阻性电流增大，主要是由自动边补检测方式下A相发生异常导致；同时B、C相是正常的。

2.5 MOA的停电检测

2.5.1 直流泄漏电流与绝缘电阻试验

在MOA停电更换以后，测量I0.75U和U1mA，同时测量MOA本体绝缘电阻R1、下法兰底座处绝缘电阻R2，其中测量数据如表3所示。

通过对表1进行分析后不难发现，和B、C相比较，A相MOA避雷器的I0.75U值要大很多，A相MOA避雷器的R2要小很多，同时和交接试验比较，其数值显著下降，这表明A相MOA避雷器出现非常严重的绝缘缺陷，必须要对其进行更换处理。

表4 耐压试验和直流泄漏电流

2.6 MOA的解体检测

为能够对A相故障原因进行深入分析，本文对A相避雷器进行解体检查。在进行解体之前，发现MOA内部出现极为严重的受潮现象，存在大量积水。将A相上盖板打开后，不难发现，存在大面积的黑褐色锈蚀，同时在瓷套内壁出现水珠，如图3所示。

图1 避雷器本体出现大量积水现象

取出电阻片以后，便会发现下部电阻片出现灼烧发黑、放电现象，由此判定A相发生故障的主要原因就是MOA内部进水受潮，电阻片出现严重受潮现象，大大增大泄漏电流，导致下部金属法兰、下部电阻片出现发热现象。

2.7 防水密封胶的检查

通过和B相 MOA、C相MOA比较后，不难发现，A相下法兰胶装部位和瓷瓶的防水密封胶出现开裂、起皮现象。通过现场检查和分析研究后可知，A相下法兰胶装部位和瓷瓶的防水密封胶出现开裂、起皮现象，大大降低防水密封胶的密封防水效果，进而在法兰和瓷瓶交接处位置会渗入堆积大量水分。在多种因素影响作用下，瓷瓶在水的作用下会发生膨胀收缩现象，出现不均匀应力，对瓷瓶薄弱位置进行挤压时会出现裂纹现象。随着运行时间的不断增长，通过瓷瓶处的裂纹，外界水分会进到MOA本体中，导致MOA出现极为严重的受潮现象，继而MOA会发生多种严重故障问题。

3 避雷器出现故障的原因

第一，在运行过程中，该组避雷器中的瓷瓶和下金属法兰两者之间的防水密封胶因劣化，发生起皮、开裂现象，导致在瓷瓶与法兰交接处堆积渗入大量水分，大大降低防水密封胶的性能。第二，因受多种因素的影响，如温度因素等，在不均匀应力作用下，瓷瓶出现裂纹现象。随着MOA的不断持续运行，出现越来越多的裂纹，导致MOA内部不断进入水分，水汽在受热上浮以后，盖板上产生黑褐色锈蚀，同时在内壁出现大量水珠。第三，因MOA中进入大量水分，造成MOA的阀体出现受潮劣化现象，大大增大泄漏电流，进而下部金属法兰和下部阀片出现发热现象。电阻片的绝缘性能在热作用下，其劣化变得越来越严重，大大增大泄漏电流，如此不断恶性循环，造成电阻片放电，最终避雷器出现多种故障问题。

4 结束语

本文以某变电站为例，检测人员联合使用带电检测和停电试验方法，对避雷器的运行状态进行了解，及时发现了避雷器出现的故障问题，并采取了相应的解决对策，进而确保了电网系统运行的稳定性和安全性。因此通过联合使用带电检测法和停电试验法，能够深入分析出避雷器产生的故障及其原因，获取更好的检测效果，具有更高的实用价值。