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摘要：氧化锌避雷器是电力系统常用的防御雷电过电压或对操作过电压进行保护的装置，具有保护性能优越、性能稳定的优点，在设备电压出现异常增大时，通过阀片泄流能有效保护设备。本文介绍了一起因内部电阻阀片设计偏差导致的氧化锌避雷器缺陷原因分析，并提出了预防措施，为电力系统中氧化锌避雷器可靠运行提供技术参考。
关键词：无间隙；氧化锌；过电压；阀片
前言
电力系统中，目前较常见的有无间隙金属氧化物避雷器和串联间隙金属氧化物避雷器两种。其中无间隙金属氧化物避雷器以非线性电阻片为材料，吸收过电压能力较好，在电力系统中更为常见。其中避雷器常见的故障缺陷有瓷瓶破损、密封不良导致阀片受潮、老化、阀片击穿等导致试验数据异常。但也有其他可能，如受当时的技术水平、生产工艺和标准要求所限，产品没达到目前技术标准。本文以起氧化锌避雷器缺陷为例进行分析。
1 氧化锌避雷器缺陷概况
氧化锌避雷器预防性试验要求“0.75U1mA下的泄漏电流不应大于50μA”，在某变电站35kV电容器组避雷器在一次预防性试验中发现批量避雷器试验不合格，为35kV #1电容器组A、B、C三相避雷器；#2电容器组A、B、C三相避雷器试验数据见表1.1、表1.2，可见该批次6支避雷器均不满足“0.75U1mA下的泄漏电流不应大于50μA”试验要求，判断试验数据不合格。
表1.1 #1电容器组避雷器试验数据
表1.2 #2电容器组避雷器试验数据
2 缺陷分析
泄漏电流大于规定值，一般是有阀片受潮或老化所致，其表现可能为红外测温异常。而通过红外测温，并未发现异常，如图1、图2所示。为进一步分析避雷器缺陷原因，拆下的#1、#2、#3三组9只避雷器，每组选取1只进行解体分析，分别为#1电容器组C相避雷（有缺陷）、#2电容器组C相避雷器（有缺陷）、#3电容器组C相避雷器（无缺陷）。
#2电容器避雷器A相 #2电容器避雷器B相 #2电容器避雷器C相
图2 #2电容器避雷器红外测温情况
2.1 清洁后整体测试
对拆下的3只避雷器进行表面清洁，并作整体测试，试验数据表3.1所示。
表2.1避雷器整体试验数据
分析如下：1、结合变电站的红外成像图谱分析结果，避雷器上、中、下均无出现局部发热现象，可排除因瓷外套内壁与内部环氧筒接触导致避雷器雷器0.75 U1mA下的泄漏电流不合格的关联。
2、未发现避雷器有放电的痕迹以及受潮的迹象。再逐步解开避雷器仔细观察内部也没有任何放电的痕迹，避雷器的氧化锌阀片也没有受潮的迹象。排除弹簧未压紧、密封不良、装配工艺等因素导致数据超标。
3、在现场测量避雷器直流泄漏电流时往往受到环境的温度、湿度、污秽和高压连接导线等因素的影响，引起氧化锌避雷器泄漏电流超标的原因有以下几方面：①空气湿度太大；②避雷器表面污秽太多；③试验时高压引线与避雷器夹角不够大；④试验时没有与其他设备完全断开；⑤避雷器本身的缺陷所致。高压试验班组在试验过程中首先将该组避雷器拆下来，使其与其他设备完全断开；然后将避雷器的外套上的污秽物彻底清洁干净并风干；在试验的时候将试验高压引线与避雷器的夹角几乎成90°，并加以屏蔽。通过表1.1、表1.2的数据对比表2.1得知，在排除外界的各种因素干扰后数据仍然超标。因此可以进一步剔除流过外瓷套的泄漏电流值对测量结果造成的影响。
通过表2.2中的数据，分析得出随机选取的7块阀片中有4片电阻阀片的漏电流是大于或接近于50μA的，占比57%。最终可以确定是由于部分电阻阀片的直流参数超标导致避雷器的直流泄漏电流超标。
2.3 返厂测试
厂家选取#2电容器组C相避雷器，依据GB 11032-2010《交流无间隙金属氧化物避雷器》，分别进行了大电流冲击耐受试验；依据1999年生产该批次避雷器使用的厂内技术条件《交流系统用氧化锌避雷器技术条件》分别进行了老化试验以及方波电流冲击耐受试验，并测量出其试验前后U1mA及0.75U1mA的值。
厂家提供的试验报告结论是，避雷器内部电阻片通过了大电流冲击耐受试验、老化试验、方波电流冲击耐受试验，试验合格。从试验数据可以看出其试验前后均有电阻阀片0.75U1mA下漏电流测试值大于50μA规定值，但满足厂内技术要求“D100以上电阻片的漏电流不大于65μA”，说明该批次按照当时厂内的技术条件书要求内部无绝缘、老化问题，但电阻阀片内部直流参数超过了现行的规定值。
3 结论
综上分析，该变电站35kV #1、#2电容器组避雷器0.75U1mA下漏电流值不合格主要原因是由于原来执行的标准与现行标准存在差异，导致内部电阻阀片直流参数设计存在偏差，从而出现避雷器在0.75U1mA下的漏电流值超过现行规定值50μA，判断为不合格。
后续建议重点关注带电测温及图谱分析结果和停电预试数据，严密监测避雷器的性能变化，发现测温图谱存在异常发热，即申请停电试验，提前做好备品备件准备工作，同时一经停电试验发现直流泄露试验数据变化显著或处于现行标准临界值、甚至不合格的情况，马上进行缺陷处理，确保系统稳定运行。
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论文作者:何文志,王植,陈健强
论文发表刊物:《河南电力》2018年14期
论文发表时间:2018/12/28
标签：避雷器论文; 氧化锌论文; 电容器论文; 过电压论文; 电流论文; 电阻论文; 测温论文; 《河南电力》2018年14期论文;