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避雷器作為電力系統(tǒng)重要一次設(shè)備，承擔(dān)著保護(hù)系統(tǒng)輸變電設(shè)備絕緣作用，使其免于遭受過電壓的危險，其運(yùn)行故障將對整個電網(wǎng)造成巨大影響。金屬氧化物避雷器因具有響應(yīng)速度快、伏安特性平滑、通流量大、壽命長、殘壓低、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，因此在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是近些年，運(yùn)行中的金屬氧化物避雷器隨著運(yùn)行年限增加、內(nèi)部和外部環(huán)境等的變化，導(dǎo)致其出現(xiàn)缺陷故障、甚至爆炸事故時有發(fā)生，給電力系統(tǒng)造成了很大經(jīng)濟(jì)損失和影響。針對以上問題，國內(nèi)外也研發(fā)應(yīng)用了各類避雷器在線監(jiān)測裝置并取得了較好的應(yīng)用效果，但受制于電源技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器，避雷器在線監(jiān)測裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性急需提高，電源技術(shù)更是影響運(yùn)行穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)。而避雷器的紅外測溫、阻性電流的帶電測試是檢驗其缺陷的有效手段之一，因此，本文采用一種紅外測溫、阻性電流和全電流測試二者相結(jié)合方案，著重對金屬氧化物避雷器進(jìn)行了帶電檢測異常處理和診斷分析，此外，還將這種帶電檢測方法的推廣應(yīng)用到變電站避雷器日常例巡檢測與試驗中，為避雷器狀態(tài)檢修提供參考。

1.1重復(fù)雷擊導(dǎo)致電阻片劣化

電阻片的劣化直接反映在直流試驗的泄漏電流增加，也反映在交流阻性電流分量增大，三次諧波分量的增大也能間接地反映避雷器電阻片的劣化趨勢。相比而言，直流泄漏電流反映電阻片劣化最為直接和靈敏，被作為避雷器狀態(tài)的最終狀態(tài)量，國家標(biāo)準(zhǔn)有明確的限值。隨著近年來廣東地區(qū)雷電活動增強(qiáng)，在多重雷擊或者多次回?fù)舻葒?yán)酷工況下，避雷器電阻片的累積能量吸收可能超出其通流容量，或者給正常電阻片帶來不可逆的劣化累積效應(yīng)，尤其對于運(yùn)行年限較長的避雷器，這是一個值得關(guān)注的新課題。

1.2避雷器外套污穢引起的電阻片劣化

2018年9月15日，某220kV變電站2號主變壓器中壓側(cè)C相避雷器發(fā)生故障，故障時變電站及線路沒有落雷。故障避雷器為Y10W1－108/268W型瓷外套避雷器，于2003年9月投運(yùn)，運(yùn)行年限為15A。故障前的歷年帶電測試和運(yùn)維紅外檢測均無異常。對同批產(chǎn)品的非故障相B相避雷器(以下簡稱“2號避雷器”)進(jìn)行試驗，發(fā)現(xiàn)U1mA為137kV，低于標(biāo)準(zhǔn)要求值(157kV)12.7%，I0.75達(dá)到100μA，超過標(biāo)準(zhǔn)(50μA)達(dá)100%，說明避雷器伏安特性曲線已明顯下降，電阻片已嚴(yán)重劣化。解體發(fā)現(xiàn):密封情況良好，排除受潮可能;內(nèi)部絕緣桿已變?yōu)樽攸S色，芯體上部甚至附著油狀物，芯體絕緣出現(xiàn)明顯老化電阻片側(cè)面絕緣釉也呈磨砂狀，失去光澤。由以上情況判斷其長期運(yùn)行在比正常運(yùn)行溫度稍高的溫度。

1.3瓷外套避雷器密封失效

瓷外套避雷器的密封一般采用金屬蓋板通過螺栓壓緊密封膠圈的方式，但在環(huán)境條件惡劣的場合，這種密封工藝的可靠性是難以保證的。2018年4月6日，某220kV變電站1號主變壓器高壓側(cè)A相避雷器(以下簡稱“3號避雷器”)發(fā)生故障，下節(jié)頂部和上節(jié)頂部的壓力釋放閥均動作，避雷器頂蓋整個被沖開，雷電定位系統(tǒng)顯示附近沒有落雷。故障避雷器型號為Y10W1－200/496W，1995年8月投運(yùn)，已運(yùn)行23A。運(yùn)行后每年的避雷器帶電測試結(jié)果正常，最近一次紅外測溫在事發(fā)1個月前完成，檢測未發(fā)現(xiàn)異常。

2.1加強(qiáng)電纜運(yùn)行維護(hù)

（1）按照DL/T596-2005《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》和GB50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》要求，加強(qiáng)電纜的耐壓試驗。按照規(guī)范要求對電纜進(jìn)行20~300Hz交流耐壓試驗，試驗電壓為2U0，時間為60min。因為交流耐壓試驗值低于直流耐壓試驗值，且輸出正弦電壓波形接近設(shè)備運(yùn)行情況，所以可改善絕緣介質(zhì)中的放電情況，保證電纜正常使用壽命。而直流耐壓試驗電壓較高、試驗時間長，不能模擬電纜運(yùn)行工況，直流電場促使絕緣介質(zhì)發(fā)生“電樹枝”現(xiàn)象，直流殘余電荷的記憶效應(yīng)會使直流偏壓疊加在運(yùn)行電纜工頻電壓峰值上，使得運(yùn)行電纜電壓遠(yuǎn)超過額定電壓，加速電纜絕緣老化，縮短電纜使用壽命。（2）根據(jù)電磁感應(yīng)原理可知，電纜頭在運(yùn)行過程中會消耗電能而產(chǎn)生熱量，加之通風(fēng)措施不夠，達(dá)不到理想狀態(tài)的散熱條件，造成電纜頭溫度過高，絕緣降低后被擊穿。使用紅外測溫儀定期測量電纜頭的溫度并做記錄，加強(qiáng)對溫度較高電纜的監(jiān)視。

2.2使用材質(zhì)好的電纜

提高電纜生產(chǎn)工藝，采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和檢測設(shè)備，避免出現(xiàn)絕緣偏心、絕緣屏蔽厚度不均勻現(xiàn)象；減少和控制制造過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)等可引發(fā)“樹枝”現(xiàn)象的因素。加強(qiáng)電纜質(zhì)量檢測力度，電纜檢測項目主要包括結(jié)構(gòu)尺寸檢查、絕緣熱延伸試驗、導(dǎo)體直流電阻檢測。對于檢測不合格電纜，堅決不能用于現(xiàn)場施工。

2.3復(fù)合外套材料性能下降問題

運(yùn)行年久的避雷器的復(fù)合外套材料出現(xiàn)硬化、脆化，甚至開裂時，不僅對避雷器的沿面的絕緣性能有嚴(yán)重影響，而且外套龜裂仍將導(dǎo)致潮氣進(jìn)入，對本體密封性能產(chǎn)生較大的影響。由于運(yùn)行人員巡視位置與避雷器本體較遠(yuǎn)，避雷器高度較高，靠目測較難發(fā)現(xiàn)復(fù)合外套的輕微的橫向或軸向裂紋。為了能夠盡早發(fā)現(xiàn)該類缺陷，運(yùn)行人員需加強(qiáng)對避雷器復(fù)合外套的關(guān)注，必要時借助望遠(yuǎn)鏡等輔助裝備進(jìn)行細(xì)節(jié)檢查。此類缺陷的前期特征是復(fù)合外套硬度提高，建議必要時，在停電預(yù)試中增加材料硬度測試的內(nèi)容，如使用邵氏硬度計進(jìn)行材料硬度測試。目前在避雷器采購技術(shù)條件書中，只對復(fù)合外套的外觀及電絕緣性能提出了要求。建議在避雷器采購技術(shù)條件書中增加對硅橡膠復(fù)合材料主組分(PDMS、Al(OH)3和SiO2)含量的合理范圍設(shè)定，對硬度、扯斷伸長率、老化性能等方面提出要求，確保避雷器產(chǎn)品復(fù)合外套性能滿足長期穩(wěn)定運(yùn)行要求。同時，建議在復(fù)合外套避雷器驗收或到貨抽檢試驗項目中增加復(fù)合外套材料檢測項目，包括硅橡膠復(fù)合材料主組分含量分析、紅外光譜分析測試項目。

避雷器采取紅外精確測溫、全電流和阻性電流測試能有效發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中避雷器的潛在缺陷，兩者相結(jié)合，互相驗證，能夠為避雷器狀態(tài)檢修提供一定參考。當(dāng)避雷器閥片受潮不嚴(yán)重時，與歷史數(shù)據(jù)相比，表現(xiàn)為全電流變化不大但阻性電流增加明顯，因此應(yīng)重視避雷器阻性分量的變化，對異常數(shù)據(jù)采取縱向及橫向進(jìn)行對比分析。

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