摘要：对一起110kV母线PT金属氧化物避雷器运行过程中阻性电流异常增大的原因进行了分析和处理。针对现场MOA内部劣化后，其运行电压下全电流及阻性电流均增大，尤其是阻性电流分量幅度增加更快的特点，对避雷器进行带电检测试验、停电试验和解体检查，证明了阻性电流测量可及时准确发现金属氧化物避雷器劣化的内部故障。
关键词：金属氧化物避雷器；阻性电流；停电试验
引言
金属氧化物避雷器(MOA)在运行电压下.通过的阻性电流的大小，可以反映其性能的优劣。《电力设备检修试验规程》(Q/CSG1206007-2017)要求：MOA应在运行电压下测量泄露电流，测量值与初始值比较不应有明显变化；当阻性电流增加50%时应分析原因、加强监测、适当缩短检测周期；当阻性电流增加1倍时应停电检查[1]。MOA内部进水受潮，在运行电压下通过的全电流可能会增大但不一定明显，如果MOA电阻片的非线性性能劣化，拐点电压降低。运行电压下阻性电流分量增大幅度会更大。由于受运行方式的限制，往往MOA很难及时停电进行试验，且定期试验时间间隔也较长，因此，通过带电测试和红外测温来监测MOA的性能尤为重要[2]。下面结合220kV某站一110kV避雷器缺陷分析实例进行分析。
一、带电测试和停电试验
2018年1月17日，高压试验人员在220kV某站开展全站避雷器带电测试工作时发现，110kV12PT避雷器C相避雷器阻性电流对比初始值增长75%，有明显增幅。查看历史带电测试，该C相避雷器自2015年开始阻性电流有逐年增长的趋势。鉴于该避雷器存在劣化的可能性，申请对该避雷器开展停电检查试验。
1.1带电测试
避雷器带电测试的全电流和阻性电流试验数据见表1。从表1中可看出，与历史数据相比，避雷器全A、B两相全电流及阻性电流无明显变化，但避雷器C相的交流泄漏全电流Ix增大约1.1%；阻性电流Irp增加75%，可见阻性电流测试结果不合格。避雷器器带电测试结果表明，该组避雷器C相出现了故障，需立即停电检修。
1.2停电试验
停电试验数据显示，避雷器绝缘电阻合格。0.75U1mA下泄漏电流对比A、B，C相为为95μA，超过了规定的50μA，使用屏蔽及清抹方式后复测，数据变化不明显，判断避雷器内部缺陷存在，对该避雷器进行更换处理。
二、解体检查及试验
2.1解体前密封性检查
为检验避雷器的密封性，将避雷器置于特定容器浸入水中15min后静置24h（负压泡水法），浸水前及静置后分别对其进行整体测试并保证两次试验的环境与试验设备基本一致。
浸水前后均开展直流泄漏试验、持续电流试验、工频参考电压试验以及绝缘电阻试验，变化不大，初步判断密封良好。同时，以上数据显示，直流泄漏试验中的0.75U1mA泄漏电流以及持续电流试验中阻性电流均偏大。
2.2避雷器解体
首先，检查避雷器外观，观察绝缘表面情况和连接处密封情况，外观检查密封良好，亦无明显放电灼烧痕迹。
图3避雷器解体实物图
切开避雷器底部，倒出避雷器内部用于灭弧的晶砂，观察发现晶砂无积水受潮情况，旋开避雷器顶部，取出滚珠轴承、压紧弹簧等部件发现表面无受潮及放电痕迹(图3左上左下)，芯体表面的热缩套管无积水、无放电痕迹，但底部阀片存在明显的氧化痕迹（图3右下）。
切开芯体的热缩套取出避雷器内部氧化锌阀片（共37片）及支撑铜管，观察是否存在水气等受潮现象，其中避雷器芯体底部第37号阀片底部有明显的氧化痕迹（图3右下），其他阀片表面均无破损、受潮及灼烧痕迹（图3左上），铜管基本无生锈（图3左上）。
2.3解体后部件试验
为进一步的验证芯片以及其他部件是否存在性能上缺陷，对避雷器解体后的相关部件：复合绝缘子伞裙护套、晶纱、热缩套及阀片分别进行试验。
首先对避雷器复合绝缘子伞裙护套、填充晶砂、芯体热缩套进行绝缘电阻及直流泄露试验，试验结果如下:
绝缘伞裙护套、晶砂、热缩管的0.75U1mA下泄漏电流基本为0，说明这些部件绝缘良好，无受潮问题。
再取部分细砂做含水量测试。测得晶砂的含水量为0.2%，符合标准<0.35%的要求，进一步验证避雷器伞裙护套与芯体之间密封良好，无受潮情况。
接下来，对氧化锌避雷器芯片（总37片）依次测量每片阀片直流泄漏电流并记录测试数据，最终发现：氧化锌避雷器内部的37片阀片中，9片数据良好，2片数据接近临界值，不合格的有26片，阀片整体性能存在缺陷。
分别对37片阀片做2ms，600A方波冲击电流试验,测试其通流能力是否合格。结果显示，除第37号阀片在试验中炸裂外，其他阀片均无闪络、击穿。可见37号阀片劣化严重，不具备必须的通流能力，其试验后状态如图4所示.
图4第37号阀片2ms方波冲击实验后图
从大电流冲击试验结果显示，选取直流泄漏试验中不合格的阀片未能通过大电流冲击试验如表6所示。
三、缺陷分析
1、根据避雷器带电测试数据以及停电试验的数据结果，判断110kV12PT避雷器C相存在内部缺陷，主要怀疑内部受潮或氧化锌电阻片劣化导致。
2、通过厂家开展的密封性试验结果，解体后检查绝缘伞裙护套、晶砂、芯体热缩套、支撑铜管等部件的外观、绝缘、直流泄漏情况，未发现明显水汽、受潮情况。
3、从阀片的检查情况来看，第37片阀片出现了发黑的痕迹，主要判断为氧化导致，该阀片的直流泄漏不合格验证其发生质变、劣化，同时方波试验的结果显示其已不具备通流能力（阀片试验过程炸裂）。
4、通过对该避雷器其他片阀片（36片）开展直流泄漏测试，超过三分之二数量的阀片不合格。为进一步验证阀片的承受水平，选取2片阀片（一片泄漏试验合格、一片不合格）作为代表开展大电流冲击试验，其中泄漏电流不合格的阀片冲击试验不合格，抗击能力不足，避雷器整体性能已经大大下降。
5、本次厂内解体检查发现第37片阀片出现了发黑氧化的痕迹，解体中未发现明显水汽、受潮情况，且密封性试验通过，怀疑该避雷器阀片因材质问题导致运行中电场作用下不断劣化，最终导致损坏。
2、从厂内检查试验结果显示，110kV12PT避雷器C相的内部氧化锌电阻片大部分已经劣化，该批次避雷器阀片存在共性问题。
四、处理措施
1、基于避雷器带电测试和红外测温的有效性，后续关注同批次避雷器带电测试过程阻性电流的变化及趋势，如发现电流增长异常及时开展停电检查，并做好备品更换的准备。
2、加强该站避雷器红外测温，关注电压致热型设备温差变化，及早发现缺陷、隐患。
参考文献
[1]梁文进，李志强，陈曦，等.Q/CSG1206007-2017电力设备检修试验规程.北京：中国电力出版社，2017.
[2]姚爱明，幸荣霞.一起金属氧化物避雷器缺陷数据的分析及预防措施[J]，电瓷避雷器，2011（6）：61-63.
论文作者:袁淇昌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：避雷器论文; 电流论文; 测试论文; 护套论文; 不合格论文; 电压论文; 缺陷论文; 《基层建设》2019年第2期论文;