变电站避雷器泄漏电流异常的事故分析

变电站避雷器泄漏电流异常的事故分析

发表时间：2018-11-11T11:59:45.767Z 来源：《电力设备》2018年第18期作者：张启蒙[导读] 摘要：氧化锌避雷器在长期运行中，内部电阻片特性和绝缘状况会发生变化，导致泄漏电流超标，严重威胁着电网设备的安全稳定运行。

（国网山西省电力公司检修分公司山西省 030032）

摘要：氧化锌避雷器在长期运行中，内部电阻片特性和绝缘状况会发生变化，导致泄漏电流超标，严重威胁着电网设备的安全稳定运行。通过分析本公司近年来氧化锌避雷器交流泄漏电流数据，结合红外测温手段，同时对设备进行解体分析，找出了氧化锌避雷器泄露电流超标的原因并进行分析和处理。

关键词：避雷器；泄漏电流；超标

1引言

ZnO压敏电阻具有优越的非线性伏安特性，同时具有残压低、无续流、动作时延小、通流容量大等优点，目前已广泛应用于电力系统的过电压防护中。由ZnO压敏电阻组装成的ZnO避雷器已成为电力系统中性能最好和发展最快的过电压保护装置，其主要作用是吸收雷电过电压、操作过电压等的冲击能量，防止电力设备及用电设备受损。作为电力系统中过电压防护的关键设备，ZnO避雷器的性能直接影响电力系统的正常运行。常规的避雷器例行试验数据能有效反映避雷器的性能指标，但需要相应线路的停电配合，由于电网运行可靠性要求，申请停电较困难。近年来随着避雷器综合带电检测手段的兴起，为准确、高效判断避雷器运行状况带来方便。以下针对某220kV氧化锌避雷器泄漏电流偏低的情况，结合带电检测、例行试验综合分析，查找异常原因并进行有效处理。 2试验情况

2015年9月10日，某变电站220KV1号母线避雷器预试发现，U相上节泄漏电流超标，V、W相上节泄漏电流也到临界值；2016年5月12日，某变电站220KV6号母线避雷器预试发现，V相上节泄漏电流值超标，W相上、下节泄漏电流值明显增长，接近临界值；2016年5月22日，某变电站220KV1号变压器高压侧（以下简称“变高”）避雷器预试发现，U、W相上节泄漏电流值增长明显，且W相上节泄漏电流值为52μA，不合格。

3诊断分析

3.1避雷器电阻片老化和内部受潮

在正常运行情况下，通过避雷器的电流主要是容性电流，阻性电流很小。但当避雷器内部绝缘状况不良以及电阻片特性发生变化时，泄漏电流中的阻性分量就会增大很多，而容性电流变化不大。由于氧化锌避雷器电阻片长期承受工频电压的影响，在运行一段时间之后，出现部分阀片劣化现象，使避雷器参考电压降低，阻性电流随之增大，造成功率损耗增加，电阻片运行温度随之增加，从而加速电阻片的老化。电阻片老化的恶性循环最终造成氧化锌避雷器的彻底损坏。为了避免误判，对拆下来的3组避雷器进行了复测试验。在进行复测之前，为避免各种外界因素对测量带来的影响，将避雷器外套上的污秽物彻底清洁干净并风干；在试验的时候使试验高压引线与避雷器的夹角接近90°，并加以屏蔽；拆除均压环等配件以屏蔽外界干扰，确保测量数据的准确性。

3.2红外线测温分析

正常状态下氧化锌避雷器有一定的阻性电流分量，因此热像特征表现为整体轻度发热，整体表现均匀，且在最高运行电压下最高温升不超过上限值。而当避雷器受潮和氧化锌电阻片老化时，则表现出整体元件发热特征。受潮初期，首先是故障元件自身发热增加。受潮严重后，多元件结构的避雷器会出现非故障元件发热超过故障元件发热。老化则通常具有整相或多个元件普遍发热的特征。但是，如果各氧化锌电阻片老化程度不同，也会表现出分布电压不均匀和局部发热轻重程度不一的特征。当应用红外成像技术对各类氧化锌避雷器进行故障诊断时，如果发现有不正常的发热、局部温度升高或降低，或有不正常的温度分布，则可判定为异常，应该引起注意，或者跟踪监测，进行其他试验。如果作相间互比，则当温升相差一倍以上时，可判定为危险故障，应尽快安排处理。

3.3停电检查和处理

（1）停电检查情况。拆卸避雷器下节压力释放口升高座和底座瓷瓶检查，发现空腔内堆积满潮湿枯草，大部分潮湿枯草已腐烂成黑色草泥。有大量未腐烂的完整干草，其中夹杂有少量鸟类羽毛和鸟屎。（2）处理。将拆卸的避雷器下节压力释放口升高座和底座瓷瓶内部进行清洗和干燥处理。安装好后对避雷器底座瓷瓶瓷套进行绝缘电阻测试，测试结果为2500ΜΩ，与出厂值一致。封盖孔洞，并加装防锈蚀的金属网，金属网网口不宜过小，以能阻挡鸟类昆虫等进入为适宜。恢复设备运行状态，查看避雷器C相表计读数为0.82mA，对比另外两相表计数值和历史数据，此避雷器恢复正常。跟踪运行监测1周，此避雷器运行情况良好，上述异常消除。 4最终原因分析

避雷器在电压的作用下，流经在线监测仪的电流包括避雷器阀片所产生的泄漏电流和避雷器表面的泄漏电流。在雨天，由于避雷器表面有雨水，表面泄漏电流应增大，因此总电流比晴天时大[8]，但结果却恰恰相反，在雨天时避雷器在线监测仪指示的数值明显低于晴天。直接原因是黑色潮湿草泥将底座瓷瓶上下法兰导通，对流经泄漏电流表计的电流进行了分流。当晴天时草泥的水分蒸发干燥，草泥的绝缘良好泄漏电流全部流经表计，雨天或温差较大产生凝露时里面积水，草泥变潮湿绝缘下降，低于在线监测仪的电阻，导致大部分电流直接经避雷器底座进入大地，使避雷器在线监测仪在雨中或雨后失去监测作用。间接原因是制造厂家产品设计不合理，留下了鸟类筑巢的通道和空间。

5结束语

由以上分析可知，该批220KV避雷器直流泄漏电流超标是由于ZnO压敏电阻阀片在长期运行过程中发生老化所致。ZnO压敏电阻的老化直接影响ZnO避雷器的正常工作，避雷器老化后其电气性能发生劣化，危及电力系统的正常运行，带来巨大的安全隐患。建议加强对老旧避雷器的运行维护，包括加强避雷器运行状态的日常巡视，缩短记录放电计数器及电流的周期，同时综合停电预试、带电测试、红外检测、在线监测等手段，对出现泄漏电流增长明显或超标的避雷器应立即进行停电诊断性检查试验，查找分析异常原因并及时进行处理，避免事故发生，确保电网安全稳定运行。

参考文献

[1]张艺.避雷器泄漏电流测量方法研究[J].电力与能源,2016,37(03):394-397.