220kV避雷器试验数据异常及解决对策

220kV避雷器试验数据异常及解决对策

李锐锋

国网山西省电力公司检修分公司 山西省太原市 030032

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220kV避雷器直流1mA电压测试数据异常事件进行了原因分析，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避雷器常用的停电试验方法

220kV避雷器常用的停电试验方法包括拆除一次高压引线和不拆除一次高压引线两种，前者从上至下逐节进行直流1mA电压（U1mA）及0.75U1mA的泄漏电流试验，不拆除一次高压引线的试验方法是从中间法兰加压，先测试下节避雷器直流1mA电压（U1mA），再将高压侧电流表电流升高至2mA，测得上节直流1mA电压，最后测得0.75U1mA的泄漏电流，拆除一次高压引线和不拆除一次高压引线试验方法分别如图1和图2所示。

图1220kV避雷器拆除一次高压引线试验方法接线示意图

图2220kV避雷器不拆除一次高压引线试验方法接线示意图

2案例

2019年11月28日，高压试验人员采用不拆除一次高压引线的试验方法对某220kV避雷器进行试验时，发现该避雷器的B相1mA电压不合格。该避雷器直流1mA电压厂家要求不小于296kV，A相和C相避雷器均满足厂家要求，而B相的直流1mA电压值为295.4kV，不满足厂家要求，现场试验数据如表1所示。

表1不拆除一次高压引线试验方法测量数据

现场首先对B相避雷器进行了擦拭和表面泄露电流屏蔽处理，测试结果仍然不满足要求试验数据如表2所示。

表2B相避雷器经擦拭和屏蔽处理后的测量数据

随后决定拆除一次高压引线后加上屏蔽线再次进行了整体试验，直流1mA电压试验结果为295.8kV，依然不满足厂家要求（≥296kV），遂判断B相避雷器试验结果不合格，不可运行。

3解体检查

图3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3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。

4原因分析

经过研究得出最后的结论为B相避雷器氧化锌阀片老化造成其直流1mA电压不合格。结合设备运行的实际情况，对造成220kV避雷器参数不合格的原因总结如下：

1）防污等级选择不当

随着我国经济的快速发展，环境污染情况较为严重，而且设备运行地区少雨多尘，在长期运行过程中会出严重积污现象，污秽会造成避雷器表面泄露电流的增加，并会使得避雷器在运行过程中表面电压分布不均匀，出现避雷器区域性过热，从而进一步加快设备老化。

2）避雷器荷电率相对偏高

荷电率是避雷器持续运行电压的峰值与直流参考电压的比值,荷电率的高低直接影响避雷器的老化过程。如果在进行设备选型时设计的避雷器额定电压偏低，就会出现避雷器荷电率较高的现象。我国220kV避雷器荷电率通常选择在70%左右，然而，部分避雷器由于选型不对造成荷电率可达到82%以上，加速了避雷器的老化，另外由于此类避雷器的操作冲击残压水平偏高，与被保护设备的绝缘水平配合度不到位，影响电力系统设备的安全运行。

3）避雷器密封不良

避雷器密封不良是避雷器缺陷的主要原因之一。密封不良的避雷器在长期运行以后会出现避雷器阀片受潮，阻性电流上升。此时若用红外热像仪进行检测，会发现受潮的避雷器有发热现象，随着时间的推移，受潮现象逐渐加。

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2019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2019年7月运行至2019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：

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