避雷器帶電測(cè)試心得.doc

避雷器帶電測(cè)試心得 在電力系統(tǒng)中，避雷器能釋放雷電或操作過(guò)電壓能量，保護(hù)電氣設(shè)備免受瞬時(shí)過(guò)電壓危害，又能截?cái)嗬m(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導(dǎo)線與地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)過(guò)電壓值達(dá)到規(guī)定的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器立即動(dòng)作，流過(guò)電荷，限制過(guò)電壓幅值，保護(hù)設(shè)備絕緣；電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常供電。金屬氧化物避雷器(MOA)因其優(yōu)越的過(guò)電壓保護(hù)特性局屬站應(yīng)用最多的避雷器。但MOA的故障可能會(huì)導(dǎo)致其爆炸，影響系統(tǒng)安全運(yùn)行，必須對(duì)運(yùn)行中的避雷器進(jìn)行嚴(yán)格有效的檢測(cè)和定期預(yù)防性試驗(yàn)，由于避雷器預(yù)試(特別是主變?nèi)齻?cè)避雷器)必須停運(yùn)主設(shè)備，會(huì)降低設(shè)備的運(yùn)行可靠性，而且有時(shí)因?yàn)檫\(yùn)行方式的限制無(wú)法停運(yùn)主設(shè)備，導(dǎo)致避雷器無(wú)法按時(shí)預(yù)試，因此避雷器的不停電測(cè)試顯得尤為重要。1避雷器測(cè)試現(xiàn)狀：當(dāng)前，對(duì)避雷器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)的有效手段之一是在線檢測(cè)，在線檢測(cè)目前普遍采用的方法是測(cè)量避雷器的全電流，具體是在110KV等級(jí)及以上的避雷器的下端接地回路上安裝泄漏電流監(jiān)視儀，通過(guò)定時(shí)人工巡視來(lái)監(jiān)視泄漏電流的大小與變化趨勢(shì)或?qū)?shù)據(jù)遠(yuǎn)傳到檢測(cè)中心進(jìn)行統(tǒng)一分析，通過(guò)記錄全電流讀數(shù)來(lái)判斷避雷器的老化和絕緣損壞程度。然而這些測(cè)量方法所得到的全電流中包含了避雷器表面的泄漏電流、內(nèi)部的泄漏電流以及本體電容電流等的總和，它不能有效反映避雷器內(nèi)部絕緣（支架絕緣、內(nèi)壁絕緣、氧化鋅片的質(zhì)量等）的真實(shí)運(yùn)行情況。因此，目前在線監(jiān)測(cè)獲取數(shù)據(jù)的片面性以及較高的購(gòu)置、安裝和維護(hù)成本，決定了它無(wú)法全面透徹的反應(yīng)避雷器的運(yùn)行狀況以及立即大批量使用。在這種情況下，每年春、秋季進(jìn)行的兩次避雷器帶電測(cè)試工作是十分必要的，通過(guò)測(cè)量避雷器的全電流、阻性電流和損耗功率，可以清晰準(zhǔn)確的分析出避雷器的運(yùn)行狀況，為狀態(tài)檢修工作提供最直觀的數(shù)據(jù)以供判斷。2技術(shù)問(wèn)題：1）在運(yùn)行電壓下流過(guò)避雷器的泄漏全電流包含了阻性泄漏電流分量、容性泄漏電流分量?jī)刹糠?。在避雷器處于正常運(yùn)行電壓狀態(tài)下阻性電流分量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于容性分量，一般阻性泄漏電流分量占全電流的比例不會(huì)超過(guò)1015%的數(shù)值，所以阻性分量即使增加一倍，全電流的變化不會(huì)超過(guò)5.0%。所以采用全電流的測(cè)量方法，就不能有效監(jiān)視避雷器的內(nèi)部性能劣化的趨勢(shì)。2）在運(yùn)行電壓下的測(cè)量，由于運(yùn)行電壓的變化幅度將達(dá)到大于5%以上，所以產(chǎn)生的全電流的變化由于電容分量的線性變化影響使測(cè)量全電流數(shù)值的結(jié)果也有5%以上幅度的變化，從而淹沒(méi)了由于阻性電流變化而引起上面提到的全電流變化5%的比例。3）如果避雷器在運(yùn)行中由于內(nèi)部元件發(fā)生劣化，引起阻性泄漏電流的增加，即有功損失分量不斷加大，如此繼續(xù)劣化下去，達(dá)到一定程度后會(huì)導(dǎo)至避雷器的熱崩潰，若不能迅速將不正常的避雷器及時(shí)退出運(yùn)行，很可能在一段時(shí)間內(nèi)（幾月、天或數(shù)小時(shí)）發(fā)生爆炸，引發(fā)大面積電力事故。分析一般引起避雷器阻性泄漏電流增加的原因有下面主要方面：A、避雷器的內(nèi)部受潮而產(chǎn)生的內(nèi)部絕緣下降 a、避雷器在制造中由于在正常的氣候條件下進(jìn)行組裝，留存有一定的濕度。b、避雷器內(nèi)部的絕緣材料的吸潮性或者內(nèi)部有潮氣而沒(méi)有將其排除進(jìn)行組裝，投入運(yùn)行以后緩慢的釋放。c、本體本身與密封口的呼吸作用。 d、外瓷套本身材料老化或者呼吸作用。 B、避雷器的氧化鋅片本體在通流負(fù)載下質(zhì)量發(fā)生變化 。 a、大雷電流沖擊引起積累效應(yīng)。 b、高內(nèi)過(guò)電壓沖擊。 c、長(zhǎng)期運(yùn)行電壓下的自然老化。 d、氧化鋅片的通流容量與實(shí)際的通流量不符合加劇老化。 資料反映，在避雷器損壞的統(tǒng)計(jì)中是由于內(nèi)部受潮所引起的比例達(dá)到總故障數(shù)50%以上，而氧化鋅片的劣化所引起的事故大約占30%不到。要解決這些問(wèn)題，除了制造廠在元件及制造工藝上提高固然很重要外，對(duì)于班組如何加強(qiáng)對(duì)避雷器在運(yùn)行中的帶電測(cè)試也至關(guān)重要，若能及時(shí)發(fā)現(xiàn)避雷器的劣化趨勢(shì)，就可盡快采取措施或?qū)⒈芾灼魍顺鲞\(yùn)行，達(dá)到預(yù)防事故的發(fā)生。 mA 特性降低后的電流值I2 正常特性的電流值I1 KV 圖1 避雷器伏安特性圖3通過(guò)試驗(yàn)證明阻性電流反映的可靠度：下面將避雷器的泄漏電流進(jìn)行了一組試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如表1所示（測(cè)量?jī)x器MD-1B氧化鋅避雷器帶電檢測(cè)儀，被試避雷器為XXXX避雷器A相，數(shù)據(jù)時(shí)間為2009.3-2011.3）：表1：避雷器泄漏電流表： 時(shí)間交流持續(xù)電壓試驗(yàn)（110KV）下的泄漏電流（A）全電流阻性泄漏電流（峰值）2009.3.166951882009.10.227001682010.3.186901592010.10.256851502011.3.10675150從表1數(shù)據(jù)看，在正常狀態(tài)下阻性電流分量要比電容電流分量小得多，避雷器的全電流為680700微安左右，而阻性電流基波峰值只有150180微安左右，此時(shí)容性電流的數(shù)值接近于全電流，取2009年3月16日的數(shù)據(jù)計(jì)算說(shuō)明：容性電流分量計(jì)算： Ic= 682A 阻性電流有效值是： Ir=188/1.414=133（有效值）當(dāng)阻性電流峰值增加到300微安的時(shí)候,全電流達(dá)到714微安,僅比695微安大了19微安，增加的比例是3%，但是阻性電流峰值恰恰增加了近112微安，增加的比例達(dá)到了60%。所以阻性電流增大對(duì)全電流增大的幅度并不大，全電流不能快速、正確發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部的質(zhì)量變化，而阻性電流才能是有效的、可靠的反映氧化鋅避雷器內(nèi)部的質(zhì)量變化。所以測(cè)量阻性電流的技術(shù)對(duì)于反映避雷器的內(nèi)部質(zhì)量是可靠的。而目前有的廠家說(shuō)明中提到，全電流增加的數(shù)值超過(guò)10%，即可以認(rèn)為是有問(wèn)題的，那么在這樣的情況下阻性電流實(shí)際上可能已經(jīng)增加了數(shù)倍，在這樣的情況下，避雷器內(nèi)部的功率損失已經(jīng)達(dá)到驚人的水平，在全電流變化不大的情況下，實(shí)際上避雷器已經(jīng)達(dá)到了難以承受的地步。4避雷器泄漏電流的組成：避雷器在運(yùn)行電壓下的泄漏電流的組成主要部分可以分解為：1 氧化鋅本體的泄漏電流2 套管表面的泄漏電流 3 流經(jīng)隔弧筒與支架的泄漏電流 4 套管內(nèi)壁的泄漏電流與套管本身材料的泄漏電流 5 空氣在電場(chǎng)作用下的泄漏電流 在實(shí)際運(yùn)行中，對(duì)于正常的避雷器的內(nèi)部由于結(jié)構(gòu)的固定與工藝的保證，所以?xún)?nèi)部的泄漏電流基本是維持在一定的范圍內(nèi)。但是套管的表面受到環(huán)境的影響，導(dǎo)至泄漏電流有微量變化，見(jiàn)下面表2的測(cè)量結(jié)果（測(cè)量?jī)x器MD-1B氧化鋅避雷器帶電檢測(cè)儀，被試避雷器為橋頭變XXXX避雷器A相，數(shù)據(jù)時(shí)間為2008.9-2011.3）： 表2 不同環(huán)境下的泄漏電流值測(cè)試時(shí)間試品狀況全電流（A）阻性電流（A）2011.3.10避雷器表面干凈環(huán)境溫度：15相對(duì)濕度：30%6751502008.9.23避雷器表面輕微污染環(huán)境溫度：27相對(duì)濕度：60%711165上表中的數(shù)據(jù)表明：避雷器在外界環(huán)境變化因素下，在泄漏儀器上測(cè)量的電流的讀數(shù)會(huì)隨之而發(fā)生變化，按照規(guī)程規(guī)定，變動(dòng)屬于正常可控范圍，數(shù)據(jù)可以反映內(nèi)部的真實(shí)泄漏電流情況。為了進(jìn)一步驗(yàn)證以上結(jié)論，通過(guò)查閱資料，找到專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)避雷器組成的各個(gè)主要部件如芯體、套管進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表3所示： 表3避雷器組成的各部件的泄漏電流的測(cè)量結(jié)果： 條 件在環(huán)境溫度（9140C） 相對(duì)濕度（6070%）下的泄漏電流（A）試品序號(hào)12345芯體部分710720710720720套管部分2729282826隔弧筒部分2532272627表3中的數(shù)據(jù)看出，在正常情況下，流經(jīng)避雷器的電流大部分是流經(jīng)避雷器的芯體柱部份的電流（大約占93%以上），因此泄漏電流表中測(cè)量到的讀數(shù)應(yīng)當(dāng)講是可以真實(shí)反映避雷器的芯體柱的運(yùn)行狀態(tài)。結(jié)合表2，在外表污染的情況下，表面的泄漏電流的增加，但其增幅屬于可接受范圍。5、避雷器帶電測(cè)試避雷器帶電測(cè)試是通過(guò)專(zhuān)用的阻性電流測(cè)量?jī)x獲得避雷器運(yùn)行時(shí)的全電流Ix，以避雷器端電壓U為基準(zhǔn)向量，通過(guò)比較Ix與U的相位，將Ix中阻性分量IR與容性分量Ic分離出來(lái)，從而根據(jù)阻性分量IR的變化來(lái)判斷避雷器的運(yùn)行狀況。將試驗(yàn)設(shè)備的電流回路并聯(lián)于避雷器泄漏電流監(jiān)控儀兩端，因監(jiān)控儀內(nèi)阻較大，故可不計(jì)分流，即可獲得避雷器的全電流。將試驗(yàn)設(shè)備電壓回路并聯(lián)接到被測(cè)相母線TV二次電壓端子上，可獲得母線電壓的相位?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量接線圖如圖2所示。 圖2避雷器帶電測(cè)試接線 通過(guò)多年的數(shù)據(jù)積累和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)測(cè)量值與初始值比較，阻性電流增加1倍時(shí)，應(yīng)停電檢查。很多實(shí)測(cè)例子表明，阻性電流增加3050時(shí)，就應(yīng)注意加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，這就需要加強(qiáng)變電站值班人員的日常巡視制度。當(dāng)阻性電流增加1倍時(shí)就應(yīng)報(bào)警，安排停運(yùn)檢查。在線監(jiān)測(cè)或帶電測(cè)量原則上可以代替部分停電試驗(yàn)，但是，當(dāng)在線監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)絕緣有問(wèn)題時(shí)，還應(yīng)停電試驗(yàn)。對(duì)新投運(yùn)的110kV以上避雷器，在投運(yùn)初期，應(yīng)每月帶電測(cè)量一次避雷器在運(yùn)行電壓下的泄漏電流，三個(gè)月后改為半年一次。有條件的盡可能安裝在線監(jiān)測(cè)儀，以便在巡視時(shí)觀察運(yùn)行狀況，防止泄漏電流的增大。不同生產(chǎn)廠家，對(duì)同一電壓等級(jí)的避雷器在同一運(yùn)行電壓下測(cè)得的泄漏電流值差別很大，不應(yīng)用泄漏電流的絕對(duì)值作為判定避雷器質(zhì)量狀況的依據(jù)，而應(yīng)與前幾次測(cè)得的數(shù)據(jù)作縱向比較，三相之間作橫向比較。電壓升高、溫度升高、濕度增大，污穢嚴(yán)重都會(huì)引起避雷器總電流、阻性電流和功率損耗的增大，這是應(yīng)該注意的。在帶電測(cè)試時(shí)，對(duì)發(fā)現(xiàn)異常的避雷器，在排除各種因素的干擾后，仍存在問(wèn)題，建議停電作直流試驗(yàn)，測(cè)取直流參考電壓及75%直流參考電壓下的泄漏電流，以確診避雷器是否質(zhì)量合格。確認(rèn)避雷器存在質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)與制造廠聯(lián)系，以便妥善處理從今年春季的避雷器帶電測(cè)試工作的結(jié)果來(lái)看，所轄變電站的全電流、阻性電流與損耗功率較初始值均未有明顯變化，表明在最近一段時(shí)期內(nèi)，所轄站避雷器的老化速度總體較為緩慢，仍處于可控狀態(tài)。同時(shí)，結(jié)合今年的XXXX大修工作中的試驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)之前的避雷器帶電測(cè)試所得出的結(jié)論進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果如下：表4：XXX變部分避雷器帶電測(cè)試情況運(yùn)行編號(hào)總電流（u A)阻性電流（u A)功率（W）ABCABCABCXXX避雷器468449439909292595856XXX避雷器434419442868292565557XXX避雷器592557585123111122807376XXX避雷器605553573126113119827474與初始值相比未發(fā)現(xiàn)明顯變化，避雷器狀態(tài)正常。表5：XXX變部分避雷器例行試驗(yàn)情況運(yùn)行編號(hào)部位I0.75U1mAABCXXX避雷器上434039下151720XXX避雷器上404341下353630XX避雷器上283735下152