近幾年氧化鋅避雷器在電力系統已大量使用,隨著使用數量的增加,事故的發生也在增加。各單位為了及時發現并檢測出氧化鋅避雷器的故障,使用了各種監測試驗方法,如在運行中測量氧化鋅避雷器的阻性電流來檢測氧化鋅避雷器故障。但這方法由于受電場干擾較大,取樣電壓易發生相位移,測量結果不能反映真實情況。如我局采石變電站2號主變220kV避雷器檢測時發現A相避雷器阻性電流偏大,但停電時試驗一切正常。
而采用紅外熱像檢測技術,由于不受電場干擾,且氧化鋅避雷器的發熱功率具有足夠靈敏度,采用比較方法是很容易發現和判斷氧化鋅避雷器問題的。現在的氧化鋅避雷器都是無間隙的單柱式結構,由閥片直接承受系統的運行電壓。根據運行保護參數的設計,正常運行的無間隙氧化鋅避雷器有0.5~1.0mA的工頻電流流過,而且主要是容性成分,阻性電流僅占10%~20%(一般為0.1~0.3 mA)。因此氧化鋅避雷器正常運行時要消耗一定功率,使本體有輕微發熱,而且由于幾何分布較均勻,所以外表發熱是整體性的。氧化鋅避雷器除制造質量不好及運行工況等因素引起的故障外,還有受潮和閥片老化故障。氧化鋅避雷器個別元件受潮表現為局部過熱,而閥片老化通常是整相或多元件的普遍發熱特征。用紅外熱像儀進行故障診斷時,根據熱像特征發現有不正常的發熱,局部溫度升高或降低,或者有不正常溫度分布,則可以判斷為異常。例如2001-07-05在我局采石變電站進行紅外線檢測時發現110 kV母C相上節有過熱現象,當時懷疑避雷器可能受潮。圖1為故障避雷器的紅外線圖片。
此避雷器是1月15日進行的預防性試驗,當時C相上節數據為1mA下電壓為76.4 kV,75%電壓下的電流為5.2 μA,絕緣電阻為10 000MΩ,試驗結果合格。圖2為正常避雷器紅外線圖片。
從上述兩張紅外線圖片看,故障避雷器和正常避雷器有著明顯的區別。為了確保判斷的準確性,于7月8日再次對故障避雷器進行復查,結果和7月5日的結果一樣。
于是斷定C相避雷器上節受潮,建議更換。待故障避雷器更換后試驗,發現C相上節的數據為1mA下電壓為64.5 kV,75%電壓下的電流為526μA,絕緣電阻為102 MΩ,試驗結果嚴重超標。解體后發現該避雷器由5層閥片組成,每層有10個閥片,第1層的第1,3,5,9個閥片有放電痕跡,第2層的第4,5個閥片有放電痕跡。其原因主要是廠家在裝配避雷器頂部密封橡皮圈時沒有吻合到位,造成密封橡皮圈長期受力不均勻,而使密封橡皮圈老化開裂,導致避雷器受潮。由于這次故障發現及時,避免了一場設備事故發生。

圖1 故障避雷器的紅外線圖片

圖2 正常避雷器紅外線圖片
(李浩)
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