35kV避雷器故障原因综合分析判断论文_赵波

(国网四川阿坝州电力有限责任公司 四川阿坝 623200)

摘要:本文介绍了110kV某变电站35kV 353开关间隔C相35kV避雷器停电试验数据异常,解体检查发现该避雷器内部存在严重故障,避免了一起重大设备事故。并对避雷器内部故障的原因进行了分析,是金属氧化物避雷器的密封胶垫密封失效,导致水分渗透了避雷器阀片所致。分析指出:避雷器密封失效及避雷器内部结构导致本次避雷器障。

关键词:35kV避雷器;停电试验;数据异常;故障

某110kV变电站于2013年12月投运,2016年03月10日,检修人员在对某110kV变电站进行全站首检时,发现某110kV变电站35kV 353开关间隔C相避雷器(户外运行)绝缘电阻,U1mA参考电压偏低,0.75U1mA偏大,不满足要求,同时汇报县公司相关人员后,随即将其退出运行,及时发现了该避雷器存在的故障,成功避免了电网事故的发生。同时用该站备用35kV间隔试验合格的避雷器对其进行替换,及时恢复了该间隔设备的正常状态。

一、故障情况

2016年03月10日,检修人员在对某110kV变电站进行全站年检时,发现某110kV变电站35kV 353开关间隔C相避雷器绝缘电阻,参考电压U1mA偏低,0.75U1mA直流泄流电流偏大,不满足要求,避雷器计数器显示数字正常,随即向该站运行人员询问该间隔避雷器巡视记录,但由于记录不完善,无法查阅该C相避雷器泄流电流数据。同时该地区还未进入雷雨季节,询问运行人员进一段时间周围无落雷。该故障避雷器铭牌参数见图1.所示,该间隔避雷器现场试验数据表一所示。

图1:35kV 353开关间隔C相避雷器铭牌参数

表一. 35kV 353开关间隔C相避雷器例行试验数据

该避雷器型号为Y5WZ-51/134,查阅GB11032-2010 《交流无间隙金属氧化物避雷器》中规定U1mA应≥75kV。Q/GDW1168-2013《输变电设备状态检修试验规程》中规定:1、参考电压U1m初值差不超过 5%,且不低于GB11032规定值。2、0.75U1mA泄漏电流初值差≤30%或≤50μA,现场试验数据均大大超过规程中的要求,怀疑该避雷器内部已出现严重受潮故障,随即现场对该避雷器进行拆解(如图2所示),

图2. 35kV 353开关间隔C相避雷器现场拆解

发现该避雷器上盖防爆膜除的密封胶垫延边沿一圈均出现破损,密封圈压紧部分失去弹性(见图3)。

从上到下第9片、第10片、第11片阀片均出现有明显热蹦裂痕,且阀片边沿向阀片中心有明显水树枝状放电痕迹(如图4所示),其余11片阀片完好,无明显裂痕和放电痕迹,并现场对其它剩余阀片进行绝缘测量,结果均达到上百兆欧的绝缘强度。

用于固定阀片的热缩套靠近第9片、第10片、第11片阀片放电处已完全融化(如图5所示)

图3.避雷器上部防爆膜与避雷器本体间的密封圈

图4.第9片、第10片、第11片阀片

图5.固定阀片热缩管融化处

避雷器阀片下部与避雷器本体底部用于连接支撑阀片的金属管内(如图6所示)及避雷器瓷套内壁(如图7所示)均有明显水迹

图6.用于连接支撑阀片的金属管内内壁水迹

图7.避雷器瓷套内壁明显水迹

二、事故原因分析

1、技术原因分析

(1)依据现场故障避雷器现象,结合现场避雷器运行条件进行判断分析,某地区由于地处川西高原地区,该变电站站址海拔在2165米。高原地区常年昼夜温差大,且紫外线较强,造成该避雷器上部防爆膜与避雷器本体连接处间的密封胶垫在长期较强的热胀冷缩环境中产生疲劳,橡胶老化,失去弹性,造成避雷器密封不良,导致避雷器内部进潮。

(2)该避雷器内部阀片固定方式是将14个阀片进行叠装后,用热缩套进行热封固定,热缩套热缩后阀片和热缩套形成了一个相对密闭的环境,潮气进入避雷器阀片后及将水汽锁在热缩套中,避雷器阀片受潮,造成该避雷器 353开关间隔C相避雷器绝缘电阻、参考电压U1mA偏低,0.75U1mA直流泄流电流偏大。并在热缩套外部用一橡胶圈支撑在避雷器瓷套内壁上,橡胶圈和热缩套接触面紧密(如图8所示),凝结成的水汽就集中在此处无法流通,造成与之靠近的第9片、第10片、第11片阀片受潮最为严重,在长期的运行环境中,持续发热,产生热蹦,并产生从边沿向中心发散的水树枝放电痕迹。现在纯瓷绝缘避雷器较为普遍的都采用三根环氧树脂棒进行三角支撑方式,防止潮气在阀片处凝结。

图8.支撑避雷器阀片的橡胶圈及固定位置

2、管理原因分析

(1)县公司运行人员专业技能有待提高,未掌握运行巡视中应关注的关键点。

(2)运行巡视不到位,巡视记录不完善,无法了解该避雷器实际的运行状态,无法查阅该避雷器日常巡视记录。由于避雷器内部受潮会不可避免的伴随避雷器泄流电流的增大,运行人员未及时发现该避雷器的异常。

(3)检修人员未充分发挥红外测温在日常工作中的作用。未通过红外测温及时发现该严重的电压制热型缺陷。

(4)采购过程把关不严,未采购阀片支撑技术成熟的产品,导致在固定阀片的热缩套内集潮严重,应采用现在较为成熟的环氧树脂棒三角支撑方式(纯瓷套绝缘避雷器)。

结语

1、加强设备日常巡视和巡检工作,尤其是针对新入投运行的设备以及变电站,有异常应当停运设备,并做相应的检查。

2、运行人员、检修人员应当加强学习,积累经验。

3、充分发挥红外测温等带电测试手段在日常巡视、带电测试工作中的重要性,及时发现设备潜伏性故障,避免发展成设备故障。

4、采购环节需严格把关,采用技术成熟,应用较为广泛,可靠性已经电网运行验证的产品。

参考文献

[1]交流无间隙金属氧化物避雷器GBll032-2010,国家质量技术监督局,2010年。

[2]输变电设备状态检修试验规程 Q/GDW 1168-2013,国家电网,2014年

[3]梁峰1,孙舯也2,110 kV氧化锌避雷器异常诊断实例分析 黑龙江电力 第35卷第5期2013年10月

收稿日期:2017年12月12日。

论文作者:赵波

论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期

论文发表时间:2018/5/9

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