摘要：針對3起金屬氧化物避雷器運行中持續電流檢測異常故障，通過設備帶電和停電試驗數據分析，結合設備解體情況，確定故障原因為金屬氧化物避雷器內部閥片受潮、老化，形成放電通道，系廠家制作工藝不過關。
避雷器是電力系統中的重要設備，對確保電網的安全運行有重要作用，系統內普遍使用金屬氧化物避雷器，并聯在設備兩端，利用氧化鋅閥片的非線性特性，保護設備、電網免受瞬時過電壓、操作過電壓、外部過電壓的危害。金屬氧化物避雷器在運行電壓下，呈現高阻態，流過的電流僅為微安級，在電網出現瞬時過電壓、大電流時，呈現低阻態，能限制過電壓幅值，截斷續流。但是在實際運行中，避雷器長期受工頻電壓的作用，惡劣環境的影響，加之避雷器本身密封性能不好，極容易發生閥片老化、受潮故障。定期對避雷器進行運行中持續電流檢測（全電流、阻性電流），能夠及時發現避雷器是否有受潮、閥片老化等故障。輔以直流1mA下參考電壓及75%該電壓下泄漏電流、絕緣電阻等停電試驗進行數據分析、故障判斷，給出合理建議。本文通過三起避雷器運行中持續電流檢測異常事故試驗數據分析，設備解體，確定故障原因，為類似設備異常處理提供參考。
1、事故象征
甲變電站運行部門反映2號變35kV側避雷器B相在線監測表出現問題，檢修、試驗班組前往檢查、試驗，通過避雷器帶電測量運行中持續電流試驗發現2號變35kV側避雷器B相運行中持續電流相比于A、C相明顯偏大，為16589μA，而A、C相僅為170μA左右，與在線監測表顯示數據一致。
乙變電站在進行避雷器例行帶電測試時，發現該站1號主變35kV側避雷器C相運行中持續電流相比于A、B相明顯偏大，為987μA，而A、B相僅為170μA左右，同時B相在線監測表指示數值接近1mA，和測試數據相符。兩日后進行復測，C相全電流、阻性電流變的更大，同時Φ角變小，為1159μA，A、B相數據無變化。
丙變電站進行避雷器例行帶電測試，發現382避雷器B相運行中持續電流相比于A、C相明顯偏大，為1883μA，而A、C相僅為170μA左右，在線監測表卡針，指示數據錯誤。一小時后進行復測，B相全電流、阻性電流明顯變大。
在避雷器例行帶電測試期間，連續出現三起相同避雷器故障，其中甲、乙變電站故障避雷器為同一廠家生產，應當著重分析故障原因，提出合理建議和預防措施，避免此類事故發生。
2、數據分析
由于氧化鋅閥片具有優越的非線性特性，所以金屬氧化物避雷器在運行電壓下流過的電流很小，當出現避雷器受潮、閥片老化時，非線性特性破壞，全電流、阻性電流會明顯增大。
依據《狀態檢修試驗規程》規定：運行中持續電流檢測，阻性電流初值差≤50%，且全電流≤20%，通過同組間其他金屬氧化物避雷器的測量結果相比較作出判斷，彼此間應無明顯差異。對甲、乙、丙三座變電站數據進行分析，三座變電站均為首次試驗，無歷史數據進行縱向比較，但通過與同組間其他兩相橫向比較，有明顯差異。可以判定為避雷器受潮或閥片老化故障。
避雷器直流1mA下參考電壓及75%該電壓下泄漏電流是反映避雷器伏安特性曲線拐點位置的重要參數。參考電壓過高使被保護設備絕緣裕度降低，參考電壓過低使避雷器重復頻繁動作，損壞避雷器。一般情況下拐點出現在電流為1mA的位置，未到達拐點前避雷器呈現高阻值，接近絕緣狀態，到達拐點后避雷器呈現低阻值，接近導通狀態。當避雷器出現閥片受潮、老化現象時，直流1mA下參考電壓降低，拐點提前，避雷器頻繁動作，閥片性能下降，易形成短路放電通道。75%該電壓下泄漏電流主要是考驗避雷器是否受潮，一般規定小于50μA，若受潮則泄漏電流很大。
為準確分析故障類型，對避雷器進行直流1mA下參考電壓及75%該電壓下泄漏電流、絕緣電阻試驗，停電試驗發現故障避雷器直流1mA參考電壓明顯降低，小于73kV，最小的僅為6.3kV。絕緣電阻減小至9600mΩ，基座絕緣降低為0。依據《狀態檢修試驗規程》規定：直流1mA下參考電壓及75%該電壓下泄漏電流測量，U1mA初值差不超過-5%~+5%且大于銘牌規定值，0.75U1mA泄漏電流初值差≤30%或≤50μA，基座絕緣電阻≥10mΩ。三支故障避雷器U1mA均大于銘牌規定值且0.75U1mA泄漏電流均大于50μA，基座絕緣電阻均小于10mΩ。乙變電站的故障避雷器U1mA僅為6.3kV，甚至無法檢測到0.75U1mA泄漏電流。
說明該避雷器閥片已經失去非線性特性，失去了其在運行電壓下的絕緣作用。這對于電網來說是極為不利的，長時間的運行電壓也會使其絕緣繼續劣化，加劇事故發生的可能性，當避雷器絕緣降低為0時，即該線路發生接地故障，導致失電。
綜上分析三支避雷器為本體絕緣受潮、劣化，氧化鋅閥片受潮、老化故障。
3、設備解體故障原因分析
3.1設備解體情況
為了驗證故障判斷是否準確，對三支避雷器進行了解體。
甲變電站故障避雷器基座處有明顯水珠滲出，內部閥片表面有明顯放電燒黑痕跡，閥片表面有大量白斑，出現老化、銹蝕情況。乙變電站故障避雷器與A變電站情況相同，且劣化更嚴重，基座絕緣已損壞。丙變電站故障避雷器閥片已燒黑，頭部明顯銹蝕。
3.2故障原因分析
根據解體檢查情況，結合帶電檢測和停電試驗結果，分析損壞原因為廠家制作過程中質量把控不到位，避雷器長期在戶外運行，經受雨雪等惡劣天氣，密封性能下降，導致氧化鋅閥片受潮，泄漏電流增大。閥片受潮后閃絡電壓降低，在運行電壓下就可能發生閃絡，表面形成了明顯放電燒黑痕跡。氧化鋅閥片表面是鍍鋁層，受潮后形成相關鋁化合物，放電后燒灼產生白斑。
4、防范措施及建議
針對這三起避雷器運行中持續電流異常事故原因，提出以下建議及防范措施：
（1）避雷器作為電力系統重要的一次設備，廠家在制造過程中應加強質量把關，避免有瑕疵產品流入市場。
（2）避雷器在線監測表在無故障情況下可以準確反映避雷器運行中持續電流，運行人員在巡視過程中加強對避雷器的巡視，以便及時發現異常。
（3）試驗人員按照周期對避雷器進行帶電和停電試驗，對有異常的避雷器提出合理建議，加強監測。
5、結束語
避雷器直流1mA參考電壓及75%該電壓下泄漏電流是檢測避雷器性能的一項重要試驗，但是該項試驗只能在停電狀態下進行，有一定的局限性，因此開展避雷器帶電檢測能夠及時監測避雷器狀態，通過以上事例說明帶電檢測有異常的設備其直流1mA參考電壓也相應發生了改變，說明其帶電檢測準確性很高，有部分地區也已經將帶電檢測完全取代了停電試驗。
地址：海南省海口市瓊山區振發路10號
電話：15103000158
郵箱：48311567@qq.com
