浅谈降低变电站避雷器在线监测仪故障率的有效措施

摘 要：文章从日常检修工作中总结了变电站避雷器在线监测仪故障的可能原因，并通过因果分析图及要因确认，找出了在线监测仪故障的三个要因，提出了四点整改和预防措施。

关键词：避雷器；在线监测仪；故障；要因；措施

中图分类号：F40 文献标识码：A

1 在线监测仪介绍

避雷器在线监测仪是与避雷器串联工作用来记录避雷器动作次数的一种装置，某些厂家的产品还兼有检测泄流电流以及指示带电、警示的功能，其内部结构主要由计数电路、氧化锌阀片组成。监测器中的毫安表用于监测运行电压下通过避雷器的漏电流（峰值），可以判断避雷器内部是否受潮，元件是否异常等情况；动作监测仪则记录避雷器的过电压动作次数。因此，避雷器在线监测仪能够实时检测到避雷器内部是否出现问题以及准确记录避雷器动作次数。

在线监测仪工作状态是否良好，关系到设备的可靠性，尤其是母桥或主变引线避雷器在线监测仪，如果发生故障，则可能导致大范围停电，而且处理故障时涉及设备数量多，风险大。

2 运行现状

某供电局管辖有25个变电站，站内共计有716个避雷器在线监测仪，2011全年共更换避雷器在线监测仪48个，设备年缺陷率高达6.71%，总共发生在线监测仪缺陷20次，平均每月发生1.67次，故障发生频率高。主要缺陷是进水或受潮、不能正确计数及其他原因（如观察窗模糊、接头断裂等）。

3 故障原因

3.1 可能原因分析

通过对日常检修工作拆卸回来的在线监测仪进行解剖研究，并从人员、设备、环境和方法四大方面寻找所有可能导致“在线监测仪故障率过高”的原因，总共找出了15个末端因素，得出了以下因果分析图（图1）。

3.2 要因确认

通过因果分析图及对监测仪进行解体研究，我们得出了三个造成避雷器在线监测仪故障率高的要因，分别是没有密封垫圈、接头设计不合理及弹簧失效，要因分析如下。

首先是没有采用密封垫圈（如图2所示），在接头及内部采用金属平垫，虽然能是接触部位受力面积增大及均匀受力，减少瓷瓶的应力损伤，但密封效果差。

第二是接头选型不当，没有采用伞形接头（如图3所示）。采用非伞形接头时，雨水容易沿着螺纹及平垫进入瓷瓶然后进入监测仪内部，使内部计数电路受潮甚至短路失效。

第三是弹簧失效（如图4所示）。在线监测仪的动作原理主要是利用电磁感应原理：当线圈带电时吸合铁片计数一次同时弹簧拉伸储能为铁片复位作准备；当线圈电压消失时，则靠通过弹簧收缩使铁片复位。很明显，这是一根拉伸弹簧。查阅相关技术资料，我们在GB/T 1239.1-2009 冷卷圆柱螺旋弹簧技术条件第1部分（拉伸弹簧）里面可以看到：拉伸弹簧是承受轴向拉力的螺旋弹簧。在不承受负荷时，拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙并应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性等。从图可以看到计数回路采用的弹簧圈数较少，该种弹簧耐疲劳性差，显然不符合工作要求。把该种弹簧拉紧后，回路均能正确动作。

从上述三点分析可以知道，要降低变电站避雷器在线监测仪的故障率，必须抓住主要原因，从密封、接头及弹簧三个方面做出整改及预防。

3.3 整改及预防措施

措施一：接头处加装密封垫圈。为进一步加强监测仪瓷瓶上端的密封性能，可以采用一些环形橡胶小垫圈（俗称算盘子），小垫圈的内径以刚好能够套进伞形接头的螺钉为宜，把小垫圈套进螺钉，然后把螺钉穿进空心瓷瓶，再安装到监测仪上面，这样就可以很好的起到了防水作用，瓷瓶接头的密封性能就有了质的飞跃。

措施二：更换伞形接头。该接头具有伞形边沿，所以即使下雨，雨水也只会沿着伞形金属边沿流下来，而不会通过瓷瓶上端渗入到监测仪内部，从而很好地起到防水的功能，加强了监测仪瓷瓶上端的密封性能。

措施三：在各接头处及有可能进水的地方加玻璃胶密封。在接头及玻璃与外壳结合处注射玻璃胶，可以有效增强监测仪的密封性能。

这里要说明的是为什么要使用玻璃胶密封。因为玻璃胶作为建筑材料及铝、陶瓷、玻璃等材质的密封，在国内发展得比较成熟，价格相对便宜，容易购买，每支才十多块钱，且一支可用十个左右的监测仪密封，也就相当于毎个监测仪才增加不到2块的成本。此外，玻璃胶密封性能好、使用方便可以用专用注射枪把玻璃胶注射到细小角落，能达到我们对各接头的密封要求，且不会影响监测仪材质。经过各种型号的玻璃胶的优缺点对比，并针对在线监测仪的玻璃及铝质外壳，可以选用中性硅酮耐候密封玻璃胶，可有效应对恶劣的室外环境。

措施四：更换计数回路老化的弹簧。按照GB/T 1239.1-2009技术标准的要求，作为计数用的弹簧标准是：有效圈数大于10圈；支撑圈数大于1.5圈； 圈与圈之间在常态下是并紧的，没有间隙或间隙很小。对于在线监测仪可以使用如下参数的弹簧：有效圈数为16圈，支撑圈数为2圈，圈与圈之间在常态下间隙很小的弹簧。

结语

避雷器在线监测仪作为一种数量多及功能重要的设备，其故障率高低直接影响着供电可靠性及电网的安全稳定运行，本文从实际工作出发，运用QC及PDCA的方法，成功找出在线监测仪故障率高的三点主要原因，并通过解体研究和查找技术标准，有效的提出并实施了四点整改及预防措施，有效的降低了在线监测仪的故障率，为设备及电网的可靠稳定运行做出贡献。

参考文献

[1]GB/T 1239.1-2009.冷卷圆柱螺旋弹簧技术条件—第1部分.拉伸弹簧[Z].

[2]黄立才，江传学.避雷器在线监测仪无指示的检查处理[J].湖北电力，2005.