金属氧化物避雷器故障分析探讨

李波涛傅刚

摘要：复合绝缘金属氧化物避雷器进水受潮故障分析，比较了不同检测方法在发现和认定金属氧化物避雷器内部进水受潮和底绝缘劣化两种缺陷同时存在情况下的有效性，及电气量检测金属氧化物避雷器应注意的问题，论述了不同检测技术相互配合的必要性。检测金属氧化物避雷器运行中的泄漏电流以及使用专用仪器检测其全电流、阻性电流等电气量，是发现其内部进水受潮、阀片老化等缺陷的主要方法，但这些电气量检测避雷器的底座绝缘必须良好，不同原因导致的避雷器底座绝缘受潮劣化将影响避雷器运行中电气量检测的有效性和故障判断的准确性。110kV乌什西变电站110kV避雷器带电检测数据判定进水受潮后，分析比较了电气检测数据，找出了避雷器运行中电气量检测的规律性变化。

关键词：金属氧化物；避雷器；故障分析

1在线监测测数据分析

2014年11月2日、2015年5月16日，两次运维人员对110kV乌什西变电站巡视时发现110kVII母线C相H5W一51/134型金属氧化物避雷器在线监测装置检测数据异常，并登记并上报了缺陷。避雷器在线监测装置检测数据见表1、2。

表1在线监测数据（2014年11月2日）

表2在线监测数据（2015年5月16日）

2014年11月2日避雷器在线监测装置数据显示，C相避雷器功耗比A、B相的稍微大了一点，此时就没有对避雷器做出有故障定性，跟踪观察。然而2015年5月16日避雷器在线监测装置数据显示，C相避雷器全电流值1.45mA增长了108.9%超过了规程50%的标准、阻性电流峰值是全电流的78.9%超过了规程20%的标准，功耗有了明显的增大，跟其他两相数据比较差距很大，此时断定C相避雷器出现异常，结论为C相避雷器下节避雷器电阻阀片受潮劣化，判定为严重缺陷，建议立即更换。

2故障处理及停电试验数据

2018年5月24日110kV乌什西变电站110kVII母避雷器停电，对110kVII母C相避雷器进行了绝缘电阻和泄漏电流试验后被判定存在严重缺陷并进行了更换处理，停电试验数据与交接试验数据见表3。

表3停电试验数据与交接试验数据

停电试验数据显示，C相避雷器绝缘电阻下降至6兆欧姆，不到无故障避雷器的1%，直流U1ma试验电压下降至155.4kV，与交接试验值的基本差不多，对应直流75%U1mA的泄漏电流为158μA远超出规程规定50μA合格范围，其他两相试验数据均在规程范围，确定C相避雷器绝缘故障。

3试验室试验及解体检查

3.1避雷器试验室绝缘电阻、泄漏电流试验

在试验室对故障避雷器进行了绝缘电阻试验其数值还是6兆欧姆，再进行泄漏电流试验，其75%U1mA的泄漏电流还是158μA，远远超过了规程规定50μA合格范围。

3.2解体检查

a.底座与主柱体结合部复合绝缘外套开裂，外部雨水从此处渗入避雷器引起避雷器内部受潮，受潮后避雷器绝缘性能下降、避雷器的有功损耗急剧增大引起避雷器绝缘发热加速其绝缘老化。

b.避雷器绝缘在热、电场作用下快速老化，氧化锌阀片非线性性能遭到破坏、在运行电压下的有功损耗增大。在阀片本体内部由于过热导致的应力能够造成氧化锌阀片元件内部靠近电极的地方形成辐射状裂纹、最后导致氧化锌阀片分解，最终导致避雷器炸裂。

c.避雷器阀片与绝缘管问无绝缘胶充填。

4经验与借鉴

a.避雷器进水受潮并且底座绝缘受潮劣化，造成避雷器运行中泄漏电流被分流，掩盖了避雷器进水受潮现象，运行人员不容易发现避雷器进水受潮故障。标准只规定避雷器运行泄漏电流增大时，停电进行试验，而对泄漏电流减小情况没有规定。

b.避雷器底座受潮绝缘劣化，底座阻性电流分流较多。

c.密封工艺不良是造成此次避雷器故障的直接原因。温度变化时，由于金属、绝缘管、硅橡胶的膨胀系数不同，极易发生裂纹破坏密封。

d.避雷器内部没有充胶处理是本次故障扩大的间接原因。水渗入后，不仅避雷器各阀片受潮劣化，也破坏了避雷器的底座绝缘。

e.根据阀片锈蚀程度分析，应为上年秋季进水。经验证明，避雷器夏、秋季进水受潮的概率远大于春季，建议合理安排检测时间。

5结束语

避雷器进水受潮、阀片劣化是电力设备常见的设备故障，不同阶段有不同的发热表现，最后以热崩溃的形式发展成事故。但是避雷器本体进水受潮并且底座同时绝缘受潮劣化，在避雷器故障中比较特殊。做好避雷器的红外检测分析工作可以发现避雷器内部存在故障，防止避雷器事故。

参考文献

[1]陈化刚，电力设备预防性试验实用技术问答.中国水利水电出版社,2009.11.

[2]李建明，朱康.高压电气设备试验方法中国电力出版社2012.4.

[3]国家电网公司运维检修部.电网设备带电检测技术2014.12.

[4]谭立成，高楠楠.高压电气试验基础知识中国电力出版社2013.1.