论文部分内容阅读
【摘 要】金属氧化锌避雷器是保证变电站设备安全平稳运行的重要保护设备之一，它在运行中发生受潮、老化以及受热冲击破坏后发生故障从而导致严重事故，影响变电站的安全运行。由于变电站持续运行时间，停电检修机会少。而通过对运行避雷器全电流及阻性电流的在线监测的数据分析，可以有效发现避雷器内部缺陷，将大大提高避雷器的运行可靠性。
【关键词】避雷器;带电测试;分析;研究
引言
随着金属氧化锌避雷器在变电站中的广泛应用，避雷器的稳定安全运行成为了电网维护的重要环节。所以，对避雷器的带电检测数据进行分析也尤其重要。
1 避雷器在线监测技术
避雷器绝缘监测装置用以监测避雷器泄漏电流的全电流、阻性电流及避雷器动作次数。
其中基波法具有以下优点：基波法是采用数字滤波技术及模拟滤波技术从采集到的避雷器末屏泄露总电流中找出阻性电流的基波部分，并根据阻性电流来判断避雷器的绝缘状况。
2 避雷器带电检测数据异常案例
2.1昌吉换750KV交流设备在线数据异常
2.1.1案例经过
2019年4月17日18时07分，昌吉换流站7102断路器、7103断路器断路器跳闸，故障相C相，故障电流24.589KA，现场检查750KV昌彩二线C相避雷器压力释放通道口处喷开、表计炸裂。
2.1.2避雷器在线数据分析
昌彩二线避雷器A相和C相的全电流和阻性电流数据曲线完全一致，后台数据也一致。A、C相都存在故障，然而实际情况是故障相为C相，A相为正常相，所以综合判断昌彩二线避雷器A相和C相同时上传的都是故障相C相的数据。
（3）综上所述，可将昌彩二线避雷器C相缺陷发展分为6各阶段进行分析。
①正常阶段：设备投运--2019年03月06日，该阶段设备运行正常，全电流和阻性电流未见明显增长。
②隐患发展阶段：该阶段避雷器全电流开始明显增长，全电流波形开始畸变，出现尖峰，并于4.15日11时达到4.5的系统报警值。
③突变阶段：该阶段避雷器已明显劣化，全电流开始急速增加，波形进一步畸变，电流出现持續增大情况。
④击穿点：2019年04月17日18时07分避雷器C相击穿，吉换流站7102断路器、7103断路器跳闸，故障电流24.589KA，现场检查750KV昌彩二线C相避雷器压力释放通道口处喷开、表计炸裂。
⑤击穿后：此时该间隔实际已停电，C相避雷器监测器传感器烧损，击穿电流导致该间隔避雷器IED死机，造成该阶段在设备停电时，后台仍然重复上传数据击穿前一刻的数据。
⑥IED恢复：避雷器在线监测装置IED恢复，此时该间隔已停电，数据正常上传为0。
（4）对昌彩二线全电流数据分析：
纵向分析：比较昌彩二线C相投运以来全电流数据，发现该相数据在2019年04月14日达到4.046mA，较投运时增加了20%，此时应缩短检测周期，并辅以红外测温等其他带电检测手段加强监测，必要时应停电处理;
横向分析：刚投运时，该间隔三相数据大致相同，但随着时间推移C相数据开始增加明显增加，而正常相B相数据未见明显变化，判断该相避雷器存在缺陷应尽快停电处理。
昌彩二线C相全电流数据在2019年04月15日前应缩短检测周期，并辅以红外测温等其他带电检测手段加强监测，建议在该阶段尽快停电处理。
2.1.3综合分析
该避雷器带电时间不足7个月，怀疑主要为该台避雷器出厂就存在密封不良等质量缺陷，随着设备带电运行，避雷器阀芯在带电后加速劣化，
综上所述，造成该相避雷器击穿的原因可能主要是设备出厂本身就存在密封不良等缺陷，加之该站旁边有大型水库，空气湿度较大，设备带电运行后阀芯受潮劣化，潮气侵入避雷器内部，致使内部电阻片、绝缘杆等受潮，各方面因素叠加最后导致避雷器击穿。
2.2五家渠750kV变电站避雷器全电流增长
2.2.1 案例经过
2019年7月3日，试验人员在巡视750kV五家渠变避雷器在线监测数据时，发现1号主变压器750kV侧A、B相、3号主变压器750kV侧C避雷器在线监测全电流数据超过4.0mA的报警值，分别为：4.005mA（5.07）、4.019mA（4.99）、4.009mA（4.94），（2018年12月投运）均存在不同程度的增加，阻性电流未见明显增长。
2.2.2设备基本信息
五家渠变共24只750kV避雷器，其中6只为750kVGIS母线避雷器，其余18只为敞开式布置结构。
6只750kVGIS母线避雷器，设备厂家：平高东芝（廊坊）避雷器有限公司，型号：Y20WF2-600/1380，2019年3月重新投运。
2.2.3发现的问题
现有的36只750kV复合外套金属氧化物避雷器，其中塔城18只，生产厂家为：平高东芝（廊坊）避雷器有限公司;五家渠18只，生产厂家为：南阳金冠电气有限公司。
结合塔城变和五家渠全电流趋势图发现：
（1）避雷器的全电流随着季节温度变化，总体呈现冬季温度低，避雷器泄漏电流小;夏季温度高泄漏电流大的趋势。
（2）对比五家渠和塔城变数据发现，五家渠变全电流整体约为4.3mA～5mA，塔城变数据约为1.5mA～1.75mA，2.2.4原因分析
（1）造成避雷器泄漏电流随季节变化呈现冬季小、夏季大的趋势，主要是原因是避雷器的氧化锌阀片的阻值随温度而变化。夏季氧化锌阀片的电阻值随温度的升高电阻减小，泄漏电流增大;冬季温度降低电阻值增大，泄漏电流减小。
（2）造成五家渠避雷器全电流大于塔城变避雷器全电流的原因除了设备厂家和型号的不同外，最大的原因是两个站的避雷器内部的结构不同，即常规单柱式结构避雷器的只有一个阀柱，泄漏电流Ie，并联三柱式结构避雷器，泄漏电流应为3*Ie，发现同时期五家渠变避雷器泄漏电流约为塔城变的3倍，符合该结论。
3 总结
由此可见，避雷器带电测试可以不停电测试，通过对数据的分析判断，了解氧化锌避雷器的运行状况，是对氧化锌避雷器有效的一种检测手段。
参考文献：
[1]杨培功.ZnO避雷器发生故障的判断方法[J].山西电力，2016.
[2]王秉钧.金属氧化物避雷器[M].北京：中国电力出版社，2006.
（作者单位：国网新疆检修公司）
【关键词】避雷器;带电测试;分析;研究
引言
随着金属氧化锌避雷器在变电站中的广泛应用，避雷器的稳定安全运行成为了电网维护的重要环节。所以，对避雷器的带电检测数据进行分析也尤其重要。
1 避雷器在线监测技术
避雷器绝缘监测装置用以监测避雷器泄漏电流的全电流、阻性电流及避雷器动作次数。
其中基波法具有以下优点：基波法是采用数字滤波技术及模拟滤波技术从采集到的避雷器末屏泄露总电流中找出阻性电流的基波部分，并根据阻性电流来判断避雷器的绝缘状况。
2 避雷器带电检测数据异常案例
2.1昌吉换750KV交流设备在线数据异常
2.1.1案例经过
2019年4月17日18时07分，昌吉换流站7102断路器、7103断路器断路器跳闸，故障相C相，故障电流24.589KA，现场检查750KV昌彩二线C相避雷器压力释放通道口处喷开、表计炸裂。
2.1.2避雷器在线数据分析
昌彩二线避雷器A相和C相的全电流和阻性电流数据曲线完全一致，后台数据也一致。A、C相都存在故障，然而实际情况是故障相为C相，A相为正常相，所以综合判断昌彩二线避雷器A相和C相同时上传的都是故障相C相的数据。
（3）综上所述，可将昌彩二线避雷器C相缺陷发展分为6各阶段进行分析。
①正常阶段：设备投运--2019年03月06日，该阶段设备运行正常，全电流和阻性电流未见明显增长。
②隐患发展阶段：该阶段避雷器全电流开始明显增长，全电流波形开始畸变，出现尖峰，并于4.15日11时达到4.5的系统报警值。
③突变阶段：该阶段避雷器已明显劣化，全电流开始急速增加，波形进一步畸变，电流出现持續增大情况。
④击穿点：2019年04月17日18时07分避雷器C相击穿，吉换流站7102断路器、7103断路器跳闸，故障电流24.589KA，现场检查750KV昌彩二线C相避雷器压力释放通道口处喷开、表计炸裂。
⑤击穿后：此时该间隔实际已停电，C相避雷器监测器传感器烧损，击穿电流导致该间隔避雷器IED死机，造成该阶段在设备停电时，后台仍然重复上传数据击穿前一刻的数据。
⑥IED恢复：避雷器在线监测装置IED恢复，此时该间隔已停电，数据正常上传为0。
（4）对昌彩二线全电流数据分析：
纵向分析：比较昌彩二线C相投运以来全电流数据，发现该相数据在2019年04月14日达到4.046mA，较投运时增加了20%，此时应缩短检测周期，并辅以红外测温等其他带电检测手段加强监测，必要时应停电处理;
横向分析：刚投运时，该间隔三相数据大致相同，但随着时间推移C相数据开始增加明显增加，而正常相B相数据未见明显变化，判断该相避雷器存在缺陷应尽快停电处理。
昌彩二线C相全电流数据在2019年04月15日前应缩短检测周期，并辅以红外测温等其他带电检测手段加强监测，建议在该阶段尽快停电处理。
2.1.3综合分析
该避雷器带电时间不足7个月，怀疑主要为该台避雷器出厂就存在密封不良等质量缺陷，随着设备带电运行，避雷器阀芯在带电后加速劣化，
综上所述，造成该相避雷器击穿的原因可能主要是设备出厂本身就存在密封不良等缺陷，加之该站旁边有大型水库，空气湿度较大，设备带电运行后阀芯受潮劣化，潮气侵入避雷器内部，致使内部电阻片、绝缘杆等受潮，各方面因素叠加最后导致避雷器击穿。
2.2五家渠750kV变电站避雷器全电流增长
2.2.1 案例经过
2019年7月3日，试验人员在巡视750kV五家渠变避雷器在线监测数据时，发现1号主变压器750kV侧A、B相、3号主变压器750kV侧C避雷器在线监测全电流数据超过4.0mA的报警值，分别为：4.005mA（5.07）、4.019mA（4.99）、4.009mA（4.94），（2018年12月投运）均存在不同程度的增加，阻性电流未见明显增长。
2.2.2设备基本信息
五家渠变共24只750kV避雷器，其中6只为750kVGIS母线避雷器，其余18只为敞开式布置结构。
6只750kVGIS母线避雷器，设备厂家：平高东芝（廊坊）避雷器有限公司，型号：Y20WF2-600/1380，2019年3月重新投运。
2.2.3发现的问题
现有的36只750kV复合外套金属氧化物避雷器，其中塔城18只，生产厂家为：平高东芝（廊坊）避雷器有限公司;五家渠18只，生产厂家为：南阳金冠电气有限公司。
结合塔城变和五家渠全电流趋势图发现：
（1）避雷器的全电流随着季节温度变化，总体呈现冬季温度低，避雷器泄漏电流小;夏季温度高泄漏电流大的趋势。
（2）对比五家渠和塔城变数据发现，五家渠变全电流整体约为4.3mA～5mA，塔城变数据约为1.5mA～1.75mA，2.2.4原因分析
（1）造成避雷器泄漏电流随季节变化呈现冬季小、夏季大的趋势，主要是原因是避雷器的氧化锌阀片的阻值随温度而变化。夏季氧化锌阀片的电阻值随温度的升高电阻减小，泄漏电流增大;冬季温度降低电阻值增大，泄漏电流减小。
（2）造成五家渠避雷器全电流大于塔城变避雷器全电流的原因除了设备厂家和型号的不同外，最大的原因是两个站的避雷器内部的结构不同，即常规单柱式结构避雷器的只有一个阀柱，泄漏电流Ie，并联三柱式结构避雷器，泄漏电流应为3*Ie，发现同时期五家渠变避雷器泄漏电流约为塔城变的3倍，符合该结论。
3 总结
由此可见，避雷器带电测试可以不停电测试，通过对数据的分析判断，了解氧化锌避雷器的运行状况，是对氧化锌避雷器有效的一种检测手段。
参考文献：
[1]杨培功.ZnO避雷器发生故障的判断方法[J].山西电力，2016.
[2]王秉钧.金属氧化物避雷器[M].北京：中国电力出版社，2006.
（作者单位：国网新疆检修公司）