避雷器带电检测技术浅析

[摘 要]电力设备带电检测是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段，是电力设备安全、稳定运行的保障。避雷器的带电检测主要包括红外热像检测、高频局部放电检测和运行中持续电流检测。通过实时监测避雷器运行时的泄漏电流等参量，形成数据记录库并统计出运行趋势，对产生突变的设备及时发出报警，引起检修和运行人员及时关注，从而尽早发现和消除缺陷，确保电网的安全稳定的运行。

[关键词]避雷器 带电检测 阻性电流

中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46-0287-01

一、引言

氧化锌避雷器（Metal Oxide Arrester，简称MOA）又称金属氧化物避雷器，结构为将若干片氧化锌阀片压紧密封在避雷器瓷套内。因其具有保护特性好、通流容量大和结构简单可靠等优点已逐渐取代传统SiC避雷器。

避雷器因其恶劣的运行环境，经常会发生各种缺陷，主要有绝缘受潮和氧化锌阀片老化。氧化锌避雷器受潮的主要原因是密封不良致使潮气侵入。受潮后的表现为：绝缘电阻下降；电流监视器电流有所增加；带电测试数据中阻性电流、有功损耗增加较大等。氧化锌阀片老化主要是在本体流过的电流中的有功分量将使氧化锌阀片发热，继而引起伏安特性的变化，长期作用将导致氧化锌阀片老化，直至出现热击穿，电网中的冲击电压以及雨、雪、凝露及灰尘的污染，会导致避雷器径向放电，损坏避雷器。

本文简要介绍避雷器带电检测技术及其在实际中的一例应用案例，进一步证明了带电检测技术在避雷器状态检修中的有效性和重要性。

二、带电检测技术

电力设备带电检测是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段，是电力设备安全、稳定运行的保障。一般采用便携式检测设备，在运行状态下，对设备状态量进行的现场检测，其检测方式为带电短时间内检测，与以往的停电试验相比大大提高了工作效率并且减少了停电时间，增加了供电可靠性。

避雷器的带电检测主要包括红外热像检测、高频局部放电检测和运行中持续电流检测。红外热像检测是用红外热像仪检测避雷器本体及电气连接部位，红外热像图显示应无异常温升、温差或相对温差。高频局部放电检测主要检测从避雷器末端抽取的信号。正常时信号谱图应不具备局部放电特征。当怀疑有局部放电时，应比较其它检测方法进行综合分析。通过与同组间其它避雷器的测量结果相比较做出判断，应无显著差异。本项目宜在每年雷雨季节前进行。运行中持续电流检测主要对于35kV及以上金属氧化物避雷器，投运后半年内测量1次，运行1年后每年雷雨季前测量1次。测量运行电压下的全电流、阻性电流或功率损耗，测量值与初始值比较，不应有明显变化，当阻性电流增加一倍时，必须停电检查。当阻性电流初值差达到+50%时，适当缩短监测周期。

避雷器运行中的泄漏电流由阻性泄漏电流和容性电流组成。阻性电流只占很小的一部分，约为5%―20%，主要包括：瓷套内外表面的沿面泄漏、阀片沿面泄漏及阀片非线性阻性分量、绝缘支撑件的泄露等，它对阀片初期老化、受潮反应比较灵敏。

氧化锌避雷器（MOA）等效电路如图1，由非线性电阻R和电容C并联组成，其中Ix为 MOA的总泄漏电流，Ir为阻性电流 ，Ic为容性电流。MOA的阻性电流与电压同相位，而容性电流超前电压90°。

由图2可见，只要测出θ角和总电流I，就可以根据公式Ir=Icosθ计算出阻性电流Ir.将总电流I进行傅里叶变换就可以分解成基波电流和3、5、7次谐波电流，再根据θ角就可以计算出基波阻性电流和3、5、7次谐波阻性电流。

三、案例及分析

2014年3月12日，某电力公司巡视人员发现某线路避雷器A相在线监测仪全电流读数严重超标。为此试验人员用阻性电流测试仪对避雷器进行阻性电流带电测试。测试结果如表1所示。从表中可看出，与B相和C相比较，避雷器A相的交流泄漏全电流增大约123%和113%；阻性电流增加约11倍和10倍。阻性电流在交流泄漏全电流中所占比例大88.6%，而正常情况应小于20%。功率损耗明显增大，电流电压相角下降至57.78°，而正常情况应为77？～87？，从而分析避雷器存在严重缺陷。

为进一步查明故障原因，检修人员对该线路避雷器A、B两相进行了解体检查，发现：A相的氧化锌电阻阀片表面釉层有明显的闪络痕迹，而B相电阻片表面釉层光洁发亮：A相避雷器两端盖板锈蚀严重，防爆板表面已全部呈现绿色铜锈，金属附件上也呈现锈蚀和锌白。某些部分有红褐色锈斑和黑色粉末；避雷器密封胶圈弹性明显变差，存在一定程度的老化现象。分析认为采用的密封圈材质较差。

四、结论

通过前面的分析，可看出此避雷器存在严重的绝缘缺陷，由于该避雷器处在重要的省网联络线位置，一旦爆炸后果将不堪设想。可见，一定要加强设备采购管理，安装后要检测合格才能投入运行，定期开展避雷器阻性电流测试和红外热像测试，并通过实时监测避雷器运行时的泄漏电流等参量，形成数据记录库并统计出运行趋势，对产生突变的设备及时发出报警，引起检修运行人员及时关注，从而及早应对，避免事故。

坚持在运行中按规程要求进行带电测试：通过开展对电力设备的带电检测工作，对判断运行设备是否存在缺陷或有发展成为缺陷的趋势具有重大意义。带电检测无法将设备的所有缺陷表征出来，必要时需结合停电检测项目进一步分析判断。

参考文献

[1] 朱海貌，黄锐，夏晓波等。 金属氧化物避雷器带电检测数据异常的诊断及分析[J]。电瓷避雷器，2012，（2）：68-71.

[2] 罗容波，王岩，李国伟。带电检测技术在避雷器状态诊断中的成功应用[J].电瓷避雷器，2011，（6）：53-56.