500kV避雷器直流1mA电压偏低原因分析

500kV避雷器直流1mA电压偏低原因分析

林书超

国网内蒙古东部电力有限公司呼伦贝尔供电公司 内蒙古呼伦贝尔市 021000

摘要：避雷器是变电站内的重要一次设备，可以保护电气设备免受一次过电压的侵害。本文对一起500kV避雷器带电测试数据异常事件进行了原因分析，并及时进行了直流1mA参考电压停电试验，发现避雷器阀片已经劣化，为同类设备的试验检查提供了参考。

关键词：避雷器；带电检测；阀片劣化；停电试验

引言

氧化锌避雷器因其具有良好的非线性特性、动作迅速、通流容量大、残压低、无续流，且结构简单、可靠性高、寿命长、维护简单和体积小等优点，已广泛运用在各电压等级的变电站内。为了及时发现氧化锌避雷器在运行中受潮、老化及其它隐患，避雷器在雷雨季节前、后均应开展带电检测，测试避雷器全电流及阻性电流值，停电时按检修周期开展直流1mA参考电压测试本体及底座绝缘电阻测试等测试项目。并给出了避雷器的日常维护、测试建议。变电站母线各段均装有避雷器，因此，避雷器运行质量好坏，对电网安全稳定运行具有重要作用。本文就避雷器1mA电压测试试验中发现的泄漏电流超标现象进行了原因分析。

1案例经过

2018年雷雨季节前、后对某500kV变电站进行避雷器带电检测，发现雷雨季节过后某500kV避雷器B相全电流和阻性电流较雷雨季节前数据有所增长，且变化较大，A、C两相无明显变化。因此，电气试验人员怀疑该B相避雷器可能存在一定的运行风险。2018年11月，对该组500kV避雷器安排进行停电试验，在试验过程中，电气试验人员发现其B相直流1mA电压超出标准值，因而对可能造成的原因进行逐一排查，在对避雷器表面进行了擦拭、干燥处理并加装了屏蔽线，排除表面泄露及环境影响因素后，试验数据依然超标。之后对避雷器进行解体检查，最终发现其内部密封受损，导致受潮。

2异常原因分析

2.1异常发现过程

2018年对对某500kV变电站进行避雷器带电检测，发现雷雨季节过后某500kV避雷器B相全电流和阻性电流较雷雨季节前数据有所增长，数据如表1所示。

表1避雷器2018年雷雨季节前、后带电检测试验数据

避雷器直流1mA参考电压测试标准为：（1）75%IU1mA时泄漏电流≤50（μA）；（2）U1mA初值差不超过±5%。从表1看出B相上、中、下三节U1mA初值差都已经超过规程标准。该避雷器全电流和阻性电流厂家标准分别为：全电流≤5mA，阻性电流≤1mA。根据表2可以看出全电流和阻性电流均在厂家标准范围内，但B相同A、C相相比全电流和阻性电流都所有增加。其中全电流增加27.81%，阻性电流增加21.07%。全电流的变化可以反映出避雷器的受潮、内部元件接触不良、严重老化等缺陷，阻性电流的变化能较灵敏的反映阀片的初期老化。

经过分析，决定对该避雷器及时安排停电试验。2018年11月，在对该组500kV避雷器进行例行试验过程中，试验人员发现其B相直流1mA电压(U1mA)比A、C两相的电压值均小很多，且比上次试验值小很多，厂家规定值整体为不小于597kV，上中下三节平均每节不小于199kV。本次试验中B相U_1mA上、中、下分别为166.2kV、137.5kV、142.5kV，整体1mA电压为446.2kV，明显低于厂家规定的标准值，且明显低于A、C两相的1mA电压，数据不合格。具体数据如表2：

表2避雷器直流1mA测试数据

2.2影响因素排查

(1)污秽的影响。表面污秽会导致避雷器表面泄露增加，改变电阻片柱的电压分布，因为测试前已经对避雷器表面进行了擦拭，所以可以排除污秽造成的影响。

(2)空气湿度大的影响。当空气湿度较大时，避雷器的泄漏电流会明显增加。试验当天，天气干燥，空气湿度在40%左右，可以排除空气湿度大带来的干扰。

(3)温度因素的影响。氧化锌温度的升高会改变其非线性特性，试验当天的温度为12-20℃，因此，可以排除温度的影响。

经查询PMS，该避雷器1997年6月出厂，型号Y20W1-444/1105W，三相避雷器的上、中、下三节均大于10000MΩ，大于规程标准2500MΩ；避雷器直流1mA参考电压厂家标准为≥597kV，三节的电阻片组数相同，平均到每节应该≥199kV，该避雷器每节均为47片电阻，平均到每片应承受4.23kV，而中节所测值为137.5kV，解体后对所有阀片分别测量直流1mA电压及I75%电流，仅10片在合格范围内，断裂一片，其余36片的直流1mA电压在2.0kV~3.9kV范围内，I75%电流在210μA~520μA，表明避雷器阀片有劣化现象。

2.3解体检查

图1均压杆、均匀电容以及取下的氧化锌阀片

对该B相避雷器中节进行了解体，查找1mA直流电压偏低的原因。避雷器两侧防爆膜完好。打开密封时听到气体喷出的声音（正压），避雷器内部装有干燥剂，呈干燥状态，表明避雷器内部密封良好，无受潮现象。将避雷器内部从瓷套中抽出，避雷器内部电阻片由绝缘拉杆、夹板固定并用弹簧压紧，以防松动，保证可靠的电气连接。不同位置处的氧化锌电阻片电压偏差不相等，避雷器上节距地面较高，其内部氧化锌电阻片对地电容与下部氧化锌电阻片的对地电容差别较大，一般采用加装均压环来减小上部氧化锌电阻片的电压偏差，但并非所有的避雷器都可以通过加均压环的方式将氧化锌电阻片的电压偏差限制在-10%~10%，由于该避雷器设有均压电容器管，均压电容器管和电阻片并联，根据电位分布在适当的位置加入均匀电容能更有效的补偿因不同高度引起的电位分布不均匀，如图1所示。在取出避雷器内部结构时发现电阻片有一片开裂，有放电痕迹。

3结语

结合解体中防爆膜完好、干燥剂呈干燥状态可以判定避雷器没有受潮。又结合该站提供的资料，此条线路避雷器在2018年7月计数器发生过动作，7月是雷雨季节，初步判断该避雷器在7月计数器动作时遭受了雷电冲击，电阻片第22片在遭受冲击时断裂，引起避雷器内部电场分布改变，其他阀片承受的电压有所增加，从2018年7月运行至2018年11月，电阻片因承受的电场分布改变及电压增加在近4个月的运行中导致电阻片老化逐渐加剧。结合以上资料分析判定直流1mA参考电压偏低的原因是由于电阻片断裂及断裂，电场改变后阀片承受电压加剧导致老化引起的。

参考文献：

[1]林德锋,徐双.500kV避雷器不拆引线试验方法[J].农村电气化(6):13-14.

[2]张雨,朱泽慧,张春辉,等.35kV氧化锌避雷器直流1mA电压值试验分析[J].电瓷避雷器(03):119-123.

[3]肖华,王培鹏.一起500kV避雷器测试数据异常分析[J].中国新技术新产品,2016(10):177-178.