摘要：避雷器作为电气设备的过电压保护装置，其运行工况对电网的安全可靠运行起着很大的作用。由于状态检修深入开展和经济大形势的影响，传统的以一定周期停电对避雷器进行例行试验的机会越来越少，为此，国网公司中提出要求“35kV及以上电压等级的金属氧化物避雷器可用带电检测代替停电例行试验”。由此可见，避雷器带电检测时未来检测避雷器运行工况的最主要的手段，本公司深入研究避雷器带电检测技术原理、查找并改进工作中不足、积累先进经验，形成了一套较为完整的避雷器异常诊断标准化作业流程，为今后工作中及时、迅速、准确发现并诊断避雷器缺陷提供了极好的依据。
关键词：避雷器阻性电流带电测试；金属氧化物避雷器；异常诊断；标准化作业流程
避雷器是重要的电网设备，近年来，我公司部分老旧避雷器进入故障高发期，已造成多起停电事故，严重影响了整个电网的可靠运行。为此，公司大力推进避雷器带电测试技术，通过长时间积累，总结经验并整合了运维工区、变电检修室、调控中心等车间的相关工作，提出了“运维预警、检修复测、共同会诊、调度配合”的管理理念，为及时、充分、准确获取避雷器各种检测和试验数据，使避雷器异常诊断作业流程规范化、标准化，全面推进避雷器运行工况的检测工作。
一、避雷器带电检测的基本原理
正常状态避雷器运行在电网中，阻性电流只占全电流的10%~25%，根据该特性同时检测避雷器电压相位、全电流相位及幅值即可计算出阻性电流，因此参考电压与全电流之间的相位角可更加直观的反应避雷器
二、避雷器运行工况的判断标准
避雷器状态按照测量角度分为优、良、中、差、劣五种，具体关系见下表。运行状态良好的MOA出厂时Φ约为86°。现场测量大多数MOA的Φ约为83°。一些数据表明，Φ低于60°时，MOA接近发生热崩溃。
现场测量时，干扰相通过空间杂散电容，在待测相上产生了干扰电流，称为相间干扰。从干扰源角度看，其干扰电流是纯电容性的（超前电压90°）。但是从待测相看，这个干扰电流并不是纯容性的，它将引起待测相电流的相位角发生偏移。
容性设备带电测量都存在相间干扰。由于MOA的泄漏电流很小，相间干扰对MOA的影响相对严重。
对于一字排开的避雷器，如图2所示，B相对A相有干扰电流Iba，Iba使A相电流Φ减小，同样Ibc使C相电流Φ增加。由于A，C相对B相的干扰相抵消，对B相Φ没有影响。但对于现场母线布置比较复杂的情况，干扰也更加复杂。如果一条母线横跨过三相MOA，则各相电流都朝该相电流方向移动。顺时针移动会导致Φ变小（阻性电流增加），逆时针移动导致Φ变大（阻性电流减小）。例如发线B相Φ偏小，可能附近有C相干扰；C相Φ偏小，可能附近有A相干扰。因此，避雷器检测角度偏小，仪器自动判断为“良”、“中”，不一定表明避雷器内部存在缺陷，很可能是由于避雷器排列形式以及现场各种复杂干扰造成的。
三、避雷器缺陷管理的主要做法
通过寻找避雷器红外精确测温、运行中持续电流（阻性电流）检测以及停电试验项目之间的对应关系，建立避雷器异常诊断专家库，提高避雷器检测水平、减少避雷器引发的停电事故，提高电网运行可靠性。
1.避雷器缺陷管理标准化工作流程
节点1、2：运维人员结合变电站进行日常巡检工作，检查并记录避雷器泄漏电流表指示，并及时录入缺陷管理系统，本流程形成缺陷记录簿。对比三相间数据和历史纪录，若相间差或初值差大于10%小于20%，运维人员向发出“三级预警”，若相间差或初值差大于20%小于30%，运维人员向发出“二级预警”，若相间差或初值差大于30%，运维人员向发出“一级预警”。
节点3：检修人员根据预警单等级，进行夜间红外精确测温、运行中持续电流（阻性电流检测）等。
节点4：对运维人员发出的一、二级预警，运维检修部进行审核通过后下发变电检修室，三级预警单可由运维人员直接通知检修人员适时开展带电检测。
节点5：带电检测完毕后，由相关运维人员与检修人员共同会诊，分析泄漏电流表及带电检测数据，判断避雷器内部是否存在异常。
节点6、7：经会诊，判断非避雷器内部无异常，汇报运维检修部申请取消预警单；若判断为避雷器内部异常，运维检修部对其进行风险评估，决定是否进行停电更换。
节点8：经评估，避雷器可以继续运行，运维工区、变电检修室应缩短巡视、检测周期，检测数据出现明显劣化趋势应重新进行预警。
节点9、10：调度控制中心根据省调和本网负荷情况，合理制定停电计划，通知变电检修室对相关避雷器进行更换。
四、避雷器异常诊断标准化作业流程
目前检测避雷器运行工况最常用的手段主要有三种，一是检查泄漏电流表，二是夜间红外精确测温、运行中持续电流（阻性电流）检测等带电检测技术，三是电气试验人员停电检修时进行直流1mA参考电压U1mA和75%U1mA下泄漏电流等试验项目。
公司通过分析、总结多年来积累的异常避雷器检测、试验数据，发现当避雷器存在较严重内部缺陷时，三种方法检测结论高度一致，但当避雷器存在较轻微内部缺陷或缺陷处于发展初期时，由于泄漏电流表本身精度、人工读取误差、避雷器排列形式及现场空间干扰等因素的影响，仅通过查看泄漏电流表往往发生误判和漏判，而夜间红外精确测温和运行中持续电流（阻性电流）检测结果也不一定全部反应。因此为了充分发挥不同检测手段的特点，更有效的发现存在内部缺陷的避雷器，公司提出了“普测为基，巡视预警，测阻为主、测温为辅，停电确诊，剖解存档”的标准化流程。
节点1：普测为基。每年雷雨季节前后对110kV及以上避雷器进行一次避雷器带电检测普测是省公司运检部和《国网山东省电力公司变电设备带电检测工作实施细则》规定必须完成的基本工作，属于定期工作。
节点2：巡视预警。运维人员结合变电站进行日常巡检工作，检查并记录避雷器泄漏电流表指示，对比三相间数据和历史纪录，若相间差或初值差大于10%小于20%，运维人员向发出“三级预警”，要求检修人员适时进行带电检测；若相间差或初值差大于20%小于30%，运维人员向发出“二级预警”，要求检修人员及时进行带电检测；若相间差或初值差大于30%，运维人员向发出“一级预警”，要求检修人员立即进行带电检测。
节点3、4：测阻为主、测温为辅。避雷器运行中持续电流（阻性电流）检测（简称“测阻”）和夜间红外精确测温均能较灵敏反应避雷器内部缺陷，由于“测阻”不像“测温”受到白天光照的限制，可随时进行，检修人员首先对避雷器进行“测阻”，检测数据无异常时，可不进行“测温”，但当检测数据不良时，需通过“测温”进一步判断。夜间红外精确测温采用“四位一体”方法，即通过地面上相互垂直的四个方位（如：东、西、南、北），对避雷器三相同时拍摄，以得到三相之间温度分布及温差值，称之为“大四位”；对发热相避雷器在地面上进行相互垂直的四个方位的拍摄，以得到本相温度分布及温差值，称之为“小四位”。
节点5：停电确诊。运维、检修在对异常避雷器共同会诊，根据严重程度，制定相应检修策略，若需停电更换或处理，应在此之前完成直流1mA参考电压及75%U1mA泄漏电流、绝缘电阻试验等停电试验项目，确诊避雷器工况。
节点6、7：剖解存档。更换的异常避雷器需保留，待后期剖解查看异常状况、推断产生原因、存档并总结经验。
五、结语
随着广大用户对电网运行可靠性的持续提高，以往停电测试避雷器工况的机会越来越少，导致避雷器自身引起的停电事故过去时有发生，我公司大力推广避雷器带电检测后，集中发现了一批严重、危急缺陷的避雷器。事实证明，通过应用本文中总结的避雷器缺陷管理标准化工作流程、避雷器异常诊断标准化作业流程，我公司因避雷器导致的停电事故已明显减少，大大提高了电网的可靠性。
参考文献：
[1] DL/T 668-2008《带电设备红外诊断应用规范》[S]，
[2] Q/GCD168-2008《输变电设备状态检修试验规程》[S]，
作者简介：
崔川（19858—），男，工程师，硕士研究生学历，长期从事高电压试验方面的工作
论文作者:崔川,岳增伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/26
标签：避雷器论文; 电流论文; 测温论文; 人员论文; 节点论文; 干扰论文; 异常论文; 《电力设备》2017年第5期论文;