110千伏氧化鋅避雷器阻性電流異常缺陷分析
2021年10月12日，試驗人員對某110千伏變電站避雷器進行運行電壓下的泄漏電流測試時，發(fā)現(xiàn)該站某線路Ａ相避雷器泄漏電流值較上次測試值有明顯增大，其中阻性電流Ir增大了1.37倍。表１為該線路避雷器泄漏電流歷史測試數(shù)據(jù)。
表１ Ａ相避雷器泄漏電流數(shù)據(jù)
《DLT/596電力設(shè)備預(yù)防性試驗標準》指出：“當(dāng)阻性電流增加1倍時必須停電檢查”。
表１中A相避雷器阻性電流的異常增大屬緊急缺陷。公司于當(dāng)天安排檢修專業(yè)完成了避雷器更換。該避雷器型號為Y10W-102/266W（持續(xù)運行電壓為79.6千伏，U1mA為148千伏），生產(chǎn)日期為2012年12月。
2021年10月13日，在試驗大廳對該缺陷避雷器進行本體絕緣電阻測試、直流1mA參考電壓及0.75倍該電壓下的泄漏電流測試，試驗數(shù)據(jù)見表２。 數(shù)據(jù)顯示該避雷器絕緣電阻明顯降低，直流1mA參考電壓超出范圍，75%參考電壓下泄漏電流明顯增大，均不符合規(guī)程的要求。為進一步確定缺陷原因，決定對避雷器進行解體檢查試驗。 2021年10月18日，在試驗大廳內(nèi)對該只避雷器進行了解體檢查。 3.1 外觀檢查 檢查上、下法蘭密封完整無破損；無明顯老化或劣化導(dǎo)致的裂隙。 3.2 內(nèi)部檢查 對避雷器本體解體，拆下防爆膜發(fā)現(xiàn)，避雷器頂蓋密封圈處有打膠隆起現(xiàn)象，密封不實（圖1）；抽出避雷器核心組件，檢查發(fā)現(xiàn)避雷器閥片組連接緊固，外部整潔，未見明顯異常；隨后，發(fā)現(xiàn)緊固防爆膜的螺栓和彈簧已銹蝕，已氧化銹蝕（圖2），避雷器內(nèi)部的鋁合金元件的表面均出現(xiàn)氧化層（圖3）（圖4），說明避雷器內(nèi)部已受潮。 圖1密封圈處打膠隆起 圖2 頂部彈簧已銹蝕 圖3 頂部金屬固件已銹蝕 圖4 底部金屬固件表面出現(xiàn)氧化層 3.3 解體試驗 避雷器核心組件由熱縮套包裹分為8段，從底部至頂部分別編號為1-8（圖5）。檢查外觀未發(fā)現(xiàn)明顯放電痕跡。解體后對每組閥片進行絕緣電阻試驗（如表3），數(shù)據(jù)顯示1-3組閥片絕緣電阻正常，而4-7組閥片絕緣電阻異常偏低。 圖5 避雷器閥片 從解體情況看，避雷器出現(xiàn)缺陷的原因應(yīng)為避雷器頂蓋密封圈處有打膠隆起現(xiàn)象，致使密封膠圈局部變形，造成接觸面的密封不良，溫差變化大時水汽從縫隙處進入，積存在上法蘭內(nèi)，避雷器內(nèi)部鐵質(zhì)部件長期在水分的作用下產(chǎn)生氧化銹蝕，造成壓緊螺栓的應(yīng)力變化，使避雷器的密封狀態(tài)破壞，從而造成避雷器內(nèi)部元件的金屬元件氧化銹蝕和閥片受潮，造成閥片絕緣電阻降低和性能劣化。 結(jié)合本次解體檢查可以看出：該避雷器缺陷是由于密封不良造成進水汽受潮所致。由于運行時帶電檢測發(fā)現(xiàn)其阻性電流增大，立即退出運行，尚未造成嚴重后果。若受潮程度進一步發(fā)展，很可能導(dǎo)致非受潮原件的功率損耗和發(fā)熱，不但不能對其他電氣設(shè)備起到過電壓保護作用，而且自身也會發(fā)生重大安全事故，進而發(fā)生嚴重事故影響電網(wǎng)安全。在此提出以下建議： （1）加強氧化鋅避雷器帶電測試，并對本案例中該批次同型號避雷器進行跟蹤監(jiān)督，必要時結(jié)合停電進行檢查。 （2）對于動作次數(shù)較多，運行年代較長的氧化鋅避雷器要重點檢測，一旦發(fā)生異常，要立即停電試驗檢查，根據(jù)試驗結(jié)果，進行綜合分析判斷氧化鋅避雷器的絕緣狀況，以確保電網(wǎng)的安全運行。
