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摘 要：该文通过对新疆电网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：110 kV 氧化锌 避雷器 运行故障 对策 分析
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0050-02
1 故障经过
2015年7月，新疆某110 kV变电站中，一氧化锌避雷器运行过程中A相发生故障，且避雷器头部炸裂，引下线断开，底部电弧喷射烧黑后存在明显痕迹，同时烧毁了动作计数器并发生了破裂。而避雷器B相顶部也存在一定的放电痕迹，但保护动作均显示为正常，且相关的其他设备没有发生异常情况。发生运行故障时，其所属区域内未进行操作，也未出现打雷情况，因此，可将操作过电压与雷击的可能性排除。
2 避雷器运行数据分析
发生运行故障的氧化锌避雷器，由新疆氧化锌避雷器厂生产，型号为Y10W-100/260W，1995年11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2012年相比，2014年测试的全电流数据有所下降，且三相误差有所增加，从3.11%增加到了12.77%，与2012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22.2%增加到33.7%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2007年相比，2012年直流1 mA的参考电压有所下降，且当U1mA为75%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 解体故障及原因
3.1 解体故障
一般在避雷器运行的过程中，发生解体后的避雷器，其套管中的全部部件均已被烧黑，且阀片注上部表面出现闪络，而阀片没有出现破碎或者破裂，且环氧树脂套筒外已被烧黑，开始时其顶部电弧通道十分明显。
3.2 发生原因
在氧化锌避雷器运行的过程中，当故障发生时，系统内部不会出现任何操作，因此，可将过电压系统操作的因素排除。而如果所在区域没有发生打雷现象，也可将雷击因素排除。从避雷器解体的情况进行分析，其阀片没有出现破碎或者破裂现象，且其柱表面的放电痕迹也不明显，而只有其上部表面存在一定的侧闪痕迹，且发生的部位主要为环氧树脂套筒侧部的破裂位置，这种现象一般是由套筒放电导致的，因此，这表明阀片不存在劣化现象。如果环氧树脂套筒电弧放电贯穿痕迹十分明显，且上部出现了严重的破裂现象，这说明该故障主要是由套筒绝缘性减弱造成。由于氧化锌避雷器本身运行时间较长，且其密封的效果也逐渐减弱，再加上绝缘筒与避雷器阀片柱之间出现了气隙，且空腔由存在一定的呼吸作用，因此，非常容易造成潮气入侵，从而给导致套筒表面绝缘性逐渐下降，套筒一般在发生闪络之后，就会有电弧通道形成。因此，氧化锌避雷器运行故障一般是由于头部密封不严实，再加上使用年限较久，从而导致了运行故障的发生。
4 处理建议与对策
（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0.75U1mA和U1mA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、劣化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0.75U1mA和U1mA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，且閥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。
5 结语
综上所述，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
[1] 唐信，范亚洲.一起线路氧化锌避雷器故障的原因分析及防范措施探讨[J].中国电业：技术版，2012（6）：1-3.
[2] 马丽军，赖靖胤，金鑫磊.一起110 kV氧化锌避雷器运行故障的分析及对策[J].浙江电力，2012（8）：82-84.
[3] 张科，原会静，秦旷，等.河南电网几起氧化锌避雷器故障分析及对策[J].河南电力，2011（2）：22-24，27.
[4] 郝晓强.一起110 kV氧化锌避雷器故障原因分析[J].机电信息，2016（36）：81，83.
[5] 杨翔翼.一起110 kV主变变低避雷器故障分析及对策[J].科技创新与应用，2014（35）：164-165.
关键词：110 kV 氧化锌 避雷器 运行故障 对策 分析
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0050-02
1 故障经过
2015年7月，新疆某110 kV变电站中，一氧化锌避雷器运行过程中A相发生故障，且避雷器头部炸裂，引下线断开，底部电弧喷射烧黑后存在明显痕迹，同时烧毁了动作计数器并发生了破裂。而避雷器B相顶部也存在一定的放电痕迹，但保护动作均显示为正常，且相关的其他设备没有发生异常情况。发生运行故障时，其所属区域内未进行操作，也未出现打雷情况，因此，可将操作过电压与雷击的可能性排除。
2 避雷器运行数据分析
发生运行故障的氧化锌避雷器，由新疆氧化锌避雷器厂生产，型号为Y10W-100/260W，1995年11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2012年相比，2014年测试的全电流数据有所下降，且三相误差有所增加，从3.11%增加到了12.77%，与2012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22.2%增加到33.7%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2007年相比，2012年直流1 mA的参考电压有所下降，且当U1mA为75%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 解体故障及原因
3.1 解体故障
一般在避雷器运行的过程中，发生解体后的避雷器，其套管中的全部部件均已被烧黑，且阀片注上部表面出现闪络，而阀片没有出现破碎或者破裂，且环氧树脂套筒外已被烧黑，开始时其顶部电弧通道十分明显。
3.2 发生原因
在氧化锌避雷器运行的过程中，当故障发生时，系统内部不会出现任何操作，因此，可将过电压系统操作的因素排除。而如果所在区域没有发生打雷现象，也可将雷击因素排除。从避雷器解体的情况进行分析，其阀片没有出现破碎或者破裂现象，且其柱表面的放电痕迹也不明显，而只有其上部表面存在一定的侧闪痕迹，且发生的部位主要为环氧树脂套筒侧部的破裂位置，这种现象一般是由套筒放电导致的，因此，这表明阀片不存在劣化现象。如果环氧树脂套筒电弧放电贯穿痕迹十分明显，且上部出现了严重的破裂现象，这说明该故障主要是由套筒绝缘性减弱造成。由于氧化锌避雷器本身运行时间较长，且其密封的效果也逐渐减弱，再加上绝缘筒与避雷器阀片柱之间出现了气隙，且空腔由存在一定的呼吸作用，因此，非常容易造成潮气入侵，从而给导致套筒表面绝缘性逐渐下降，套筒一般在发生闪络之后，就会有电弧通道形成。因此，氧化锌避雷器运行故障一般是由于头部密封不严实，再加上使用年限较久，从而导致了运行故障的发生。
4 处理建议与对策
（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0.75U1mA和U1mA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、劣化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0.75U1mA和U1mA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，且閥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。
5 结语
综上所述，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
[1] 唐信，范亚洲.一起线路氧化锌避雷器故障的原因分析及防范措施探讨[J].中国电业：技术版，2012（6）：1-3.
[2] 马丽军，赖靖胤，金鑫磊.一起110 kV氧化锌避雷器运行故障的分析及对策[J].浙江电力，2012（8）：82-84.
[3] 张科，原会静，秦旷，等.河南电网几起氧化锌避雷器故障分析及对策[J].河南电力，2011（2）：22-24，27.
[4] 郝晓强.一起110 kV氧化锌避雷器故障原因分析[J].机电信息，2016（36）：81，83.
[5] 杨翔翼.一起110 kV主变变低避雷器故障分析及对策[J].科技创新与应用，2014（35）：164-165.