摘要：本该文通过对我省一起110 kV氧化锌避雷器运行故障的分析，综合分析了带电检测数据、红外检测数据、停电试验数据设备解体情况、波形等，找出了发生故障的原因，并提出了预防和避免110 kV氧化锌避雷器运行故障的对策。
关键词：避雷器；氧化锌；运行故障
1、事故案件
2016 年3 月，我省某110 kV 变电站进线线路避雷器A 相发生故障，避雷器引下线断开，头部炸裂，底部有明显电弧喷射烧黑的痕迹，动作计数器烧毁破裂。B 相避雷器顶部也有放电痕迹，但相关保护动作正确，其他设备无异常。故障发生时，所在区域无打雷现象，也没有进行操作，可以排除雷击和操作过电压的可能。
2. 避雷器运行数据分析
发生运行故障的氧化锌避雷器，由安徽华正电气有限公司生产，型号为HY10W-10 0/2 6 0W，2003年8月出厂 ，之后立即进行投运。
2.1带电测试
通过分析带电测试数据，与2013 年相比，2015年测试的全电流数据有所下降，且三相误差有所增加，从3.21%增加到了12.82 %，与2013年相比，其阻性电流增加了9 %，因此变化均不明显，且满足常规测试的标准要求。而当三相误差由22.4 %增加到33.9 %时，尽管存在较大变化，但是对于是否存在故障仍不能做出准确判断。而由于两次测量条件以及仪器的差异，A相阻性电流出现上升趋势，但B相与C相的数据出现了下降趋势，因此，需注意三相数据之间存在的误差。
2.2停电试验
通过分析其预防性的试验数据，与2008年相比，2013年直流1 m A的参考电压有所下降，且当1 m A为76%时，其电流泄露也有所下降，但由于考虑到温度误差以及仪器误差等，认为该试验所得数据满足规定要求，且不存在异常情况。
2.3红外测温
氧化锌避雷器在正常状态下，存在阻性电流分量，且整体轻度发热是其主要的热像特征表现，且具有一定的均匀性，同时在电压最高情况下进行运行时，其最高温度也比上限值小。因此，当氧化锌电阻片老化或者避雷器受潮时，其整体原件就会表现出发热现象。而采用红外成像技术诊断其运行故障时，会发现局部性的温度降低或者升高，同时发热不正常，且温度分布也不正常，这是就可以判断为氧化锌避雷器运行异常。
3．解体情况及原因分析
3.1解体故障
避雷器解体之后， 发现避雷器套管内部所有部件已烧黑， 阀片未见破裂或破碎， 阀片柱表面上部有闪络， 环氧树脂套筒外表皮烧黑破裂并从顶部开始有明显电弧通道。
3.2原因分析
该线路避雷器发生故障时，系统无操作，可排除系统操作过电压的原因。同时也无打雷现象，可排除雷击原因。从解体情况看，未见阀片破裂或破碎情况，阀片柱表面无明显放电痕迹，只有阀片柱表面上部有侧闪痕迹，部位为环氧树脂套筒破裂侧，应该是由于套筒放电留下的，说明阀片未劣化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆环氧树脂套筒有明显贯穿的电弧放电痕迹，上部破裂严重，说明本次事故应该是由套筒绝缘降低引起的。该避雷器运行将近13 年，密封性能已经有所降低，同时避雷器阀片柱与绝缘筒间存在气隙，而空腔的呼吸作用易导致潮气入侵，潮气聚集于套筒表面而使其绝缘强度下降，在系统电压的作用下，套筒表面发生闪络后形成电弧通道。
由于该避雷器发生故障时头部被炸裂，估计头部已有裂纹或漏孔存在，从而使顶部受潮。避雷器局部受潮后导致电压分布不均，在套筒头部产生局部放电，即在阀片柱上部出现侧闪。由于局部放电长时间存在（在2009 年的带电测试波形中已有所反应），导致套筒绝缘下降，从而发生了贯穿放电。综合分析对比带电测试数据、波形及红外测温数据，认为A 相避雷器近几年的带电测试数据、波形及红外测温中，与B 相和C 相均存在差异，虽然单个数据指标均未超标，但此3项数据同时有变化 应该有缺陷存在。因为局部受潮及放电对阻性泄漏电流的影响不明显，且测试人员对波形了解不深，所以未能及时发现。由于故障发生在套筒与阀片之间，温度升高不明显，红外测温也不能有效发现。最终，本次事故判断为避雷器因使用年限长、头部密封不严而造成内部环氧树脂套筒头部受潮，并产生局部放电，破坏套筒绝缘，最终导致套筒击穿，避雷器发生爆炸损坏。
5. 处理对策
1）严格统计110 kV氧化锌避雷器运行的时间以及设备型号，同时进行红外普查和带电测试，也可进行停电试验，对于存在问题的避雷器需尽早进行更换。
2）加强对氧化锌避雷器运行的日常巡检，并对其电流泄漏数值进行跟踪。每半年对氧化锌避雷器进行一次带电测试与红外测试，并对电流泄漏的波形加以注意。如果测试过程中出现任何的异常数据或者不正常误差，均需予以高度重视，在汇总完各项数据之后，对其进行综合性的分析。如果发现数据仍然存在问题，则可通过停电试验进行检测。
3）避雷器结束测试工作之后，还需对其运行状态进行评估，如有需要可将试验周期缩短。一般对0.75 1 m A和1 m A下的避雷器泄漏电流进行测量，这样就能将避雷器受潮情况、情况等及时查找出来，从而采取针对性的措施加以应对和处理。
4）如果避雷器运行时间较长，即运行10 年以上的，需根据正常的周期进行检修。一般当避雷器老化之后，其缺陷就会快速发展，且可能在很短的时间内就会逐渐发展成为严重的故障。因此，必须对输变电设备运行的状态实施相应的检修策略。对于泄漏电流为0.75 1 m A和1 m A下的避雷器，其4.5年为一个测量周期。
5）在进行红外检测的过程中，由于避雷器类型的不同时，其灵敏度也存在较大差异。在氧化锌避雷器中，无间隙金属类的外绝缘套有两种，即复合外套以及瓷外套。通常复合外套的热传导系数大于瓷外套，且阀片与绝缘材料之间的介质会对热量传导产生一定的阻碍作用。当发生电压类过热缺陷之后，一般表现为有限的局部发热，由于绝缘层影响到热传导系数，因此，瓷外套避雷器在运行的过程中，其发热现象会逐渐反馈到设备的外部，因此，外部则具有较小的温度变化。所以采用红外检测技术对运行电压下的避雷器进行过热缺陷检测时，瓷外套的检测效果缺乏一定的有效性和灵敏度。
6. 结语
通过对110 kV氧化锌避雷器运行故障进行研究和分析，可以看出，在避雷器运行的过程中，头部密封性较差以及使用年限是导致其发生运行故障的主要原因，因此，必须对这两方面予以重视，这样才能确保其运行安全。
参考文献
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论文作者:张强,谢静静,张国栋,黄振立
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/20
标签：避雷器论文; 氧化锌论文; 套筒论文; 故障论文; 电流论文; 数据论文; 测温论文; 《电力设备》2017年第25期论文;