避雷器帶電檢測方法與技術電氣室絕緣專業張曉鵬前言

金屬氧化鋅避雷器是保證電廠安全運行的重要保護設備之一，它在運行中發生受潮、老化以及經受熱和沖擊破壞后發生故障導致停機等嚴重事故的案例屢見不鮮，影響電廠的安全運行。它的檢測手段有：停電試驗、帶電檢測以及在線監測，停電試驗雖然一直是公認的最有效檢測手段，但由于目前火電機組連續運行時間長、停電檢修機會少，在線監測表也只能顯示全電流，因而在試驗周期內避雷器發生問題的幾率就會增大，為了及時獲取MOA狀態、盡早發現避雷器內部缺陷，認真開展帶電監測就顯得尤為重要。一、避雷器帶電監測項目及要求表1避雷器帶電檢測項目表序號檢測項目判斷依據說明1本體紅外測溫本體溫差不超過1K對同1組避雷器在相同條件下測試時，不同相的同一部位溫度在同一時間溫差大于1度時，應對其加強監視并進行數據縱橫比分析。2連接端子及引線紅外測溫溫差不超過5K；熱點溫度≥80℃或相對溫差≥80％。加強監視，跟蹤溫度變化，結合機組運行情況制定消缺計劃。3交流泄漏電流指示值交流泄漏電流指示值縱橫比增大20%加強監視并進行數據縱橫比的分析。4運行電壓下阻性電流基波峰值測量運行電壓下的全電流、角度和阻性電流，測量值與初始值比較，不應有明顯變化，當阻性電流或功率損耗增加50%時，應加強紅外檢測和日常巡視，并縮短帶電測試的周期，當阻性電流或功率損耗增加100％時，應綜合各項檢測結果進行判斷，確認避雷器存在異常時，應考慮停電檢查、進行直流試驗。1)測量時應記錄環境濕度，相對溫度和運行電壓。測量宜在瓷套表面干燥時進行，并注意周圍帶電體干擾的影響；2)測量時不宜采用感應板法和諧波法，可對測量數據進行補償，但應記錄未經補償的實測數據；3)對于測試數據明顯受干擾影響，功角接近90度，不適用于前述判斷依據時，可以參考功角變化作為避雷器，（功角減小1.5度對應于阻性電流變化50%、角度減小3度對應于阻性電流變化100%）。注：判斷依據和說明部分引自行業和企業標準，個別條款源于個人經驗，請酌情參考；數據分析時強調數據的縱橫比。二、避雷器本體發熱紅外監測案例避雷器型號：Y20W1-444/1100電壓等級：500kV運行年限：6年測試背景：該組避雷器此前巡視和各項檢測結果均未發現異常。

A相前面

A相后面

C相前面

C相后面

序號測試單位測試時間相別監測器示數mA)全電流有效值(mA)電壓基波與總電流基波夾角阻性電流有效值mA)阻性電流基波峰值(mA)1省檢2014.3A/3.40881.760.4880.690B/3.16782.490.4130.584C/2.93485.140.2480.3492電科院2014.5.14A4.23.43581.65/0.707B0.13.25783.17/0.547C/2.93686.12/0.2813省檢2014.5.26A/3.55880.710.5740.806B/3.37382.220.4560.639C/3.02285.110.2570.360500kV避雷器帶電測試數據分析1、紅外圖譜顯示，鄭官II線避雷器A相下節溫度最高點較B相和C相同部位分別高出0.8℃、1.2℃；2、避雷器帶電測試數據顯示，鄭官II線避雷器A相全電流較B相和C相分別高出7.6%、16.2%(依據省檢帶電測試數據計算)，阻性電流變化不明顯。停電試驗申請檢修計劃，停電后進行直流試驗，發現A相下節0.75倍參考電壓下泄漏電流達到70微安，A相其余試驗和B、C相各項試驗結果正常，懷疑避雷器受潮。總結對比條目1，表明標準制定是符合實際情況的，避雷器本體紅外測溫需要具備一定的經驗和技巧，更需要測試人員的耐心與細心。三、通過泄漏電流指示縱橫比增大發現避雷器故障的案例避雷器型號：YH10W-108/281電壓等級：110kV運行年限：10個月測試背景：2012年6月10日投運時各項數據正常2013年3月17日，檢修班發現A相交流泄漏電流指示與B、C兩相相比，縱橫比增大71%。3月18日，檢修班再次進行汴氨1線路側避雷器精確測溫，三相溫度無明顯偏差。運維檢修部要求運行中加強監視，適時安排停電檢修。3月29日，該避雷器進行帶電測試及紅外線精確測溫時發現：A相避雷器泄漏電流值縱橫比增大100%；帶電測試發現A相泄漏電流阻性分量與初始值相比增加超過50%；避雷器精確測溫發現A相與正常相溫差超過6度(見圖)。避雷器阻性電流測試結果表2013年3月29日運行編號：汴氨1相對濕度：30%天氣溫度：12℃相別ABC母線相電壓（kV）64.7764.7664.75電流相位Φ（度）85.185.185.1全電流有效值IX（μA）925.04482.32466.05阻性電流基波峰值IrIP（μA）1588482基波功耗P1(W)7.2403.7723.6474月1日，變電站運行人員發現三相泄漏電流和紅外線測溫結果與29日結果變化較大，立即停電處理。巡視時間A相（mA）B相（mA）C相（mA）2012年6月14日0.70.70.72013年3月17日1.20.70.72013年3月29日1.40.70.72013年4月01日1.80.70.74月8日，解體試驗結果如下表：相別ABC絕緣電阻(MΩ)5000012000050000直流U1mA(kV)8716316575%U1mA電壓下泄漏電流(μA)3677結論：根據現場解體情況認定，閥片側面有明顯閃絡痕跡，在金屬附件上有銹斑和鋅白，在打開避雷器底部蓋板時用手即可打開，而上部蓋板則需用工具才能艱難打開，說明下部蓋板密封不嚴導，為蓋板加工粗糙所致。總結：嚴格執行項目3中的要求，可以及時發現避雷器缺陷，避免事故的發生。四、采用角度和阻性判斷避雷器帶電測試結果的差異1、阻性電流翻倍和角度兩種判據實用性的比較1）在角度接近90時阻性電流翻倍判據：測試值很容易翻倍，比如在89度以上時，功角變化不到1度阻性電流就翻倍了（見下表），但此時避雷器出現劣化的可能性極小，因此就存在誤判的可能（實際上可以補償，但補償法有所不足，見下文）。

全電流（mA）角度阻性電流估算翻倍計算188.80.021/189.40.010降0.4度翻倍189.60.007/189.80.003降0.2度翻倍1900.000/角度判據：一般角度相對穩定，不會出現3度以上的變化（除非相臨帶電體停/運狀態發生變化，為避免此種干擾帶來誤判，可對停/運狀態下的數值分別比對，就能夠避免誤判）。2）在角度接近85度時，阻性電流翻倍判據：此時角度降低5度，阻性電流翻倍。角度判據：角度降低3度即判定結果異常，比阻性電流翻倍的判據嚴格。3）在角度接近80度時阻性電流翻倍判據：漏判的肯能性也更大，避雷器功角為80度時，功角降低10度（至70度）阻性電流才會翻倍,而根據經驗，一般認為當避雷器功角低于75度時就可能已經劣化，因此單純用阻性電流判斷就會出現漏判。角度判據：角度降低3度的判據則嚴格很多。

全電流（mA）角度阻性電流估算翻倍計算1800.174/1850.087降5度翻倍2、現有補償法的不足為了使數據滿足標準中阻性電流不翻倍的要求，在帶電測試中大家往往采用補償法（多為儀器自動補償，也可以人為計算補償），采用補償法后原始數據往往不記錄，補償后的數據在異常分析時會帶來困難。而且補償僅適用于一字排列型避雷器的干擾，對于其他類型干擾（母線等帶電體的干擾以及其他不確定因素）則不適用，因為周圍帶電體停/運情況變化對試驗結果產生的影響足以導致誤判（在河南省有過500kV避雷器帶電測試結果誤判，停電檢查無異常后又重新送電的案例）。

全電流（mA）角度阻性電流估算翻倍計算1700.342/1750.259/1800.174降10度翻倍3、角度判據注意值和警戒值的確定1）參照有關論文并結合實際經驗，角度與歷史值相比偏差3到4度以上的情況很少遇到，全電流值和紅外測試數據也可以輔助判斷，因此造成誤判的可能性不大。綜合考慮，我覺得角度的判斷方法在很大程度上比阻性電流翻倍法更實用、更方便，較大程度上避免了誤判和漏判。但是，考慮到國內標準尚且沒有采用角度的判斷標準，所以我考慮偏嚴一些的話，建議取注意值1.5度，警戒值3度，也可以結合實際情況取注意值2度，警戒值4度，大家大家根據實際經驗探討下。五、帶電檢測經驗體會1、關于避雷器阻性電流測試的經驗體會（1）強化運維人員的責任心，認真進行設備巡視和帶電檢測，做好避雷器泄漏電流巡視、避雷器帶電測試的記錄和分析；（2）在避雷器帶電測試過程中應特別注意干擾的排除，測試中的干擾因素包括：濕度變化、瓷套表面污穢、諧波干擾、電磁感應、系統電壓波動等，這些可能導致全電流、阻性電流基波峰值以及三次諧波量的變化，進而導致結果誤判；（3）分析避雷器帶電測試數據時，縱向和橫向比較都很重要，因此須重視歷史數據的整理和累積，測試盡量采用PT法，或采用其它穩定的相位參考，數據記錄要全面，盡量保留角度補償前的相位角、阻性電流三次諧波峰值等數據，這樣后期數據分析的難度就會大大降低；（4）避雷器帶電測試結果是判斷避雷器狀態的重要狀態量，但由于其干擾因素較多，在評價設備狀態時還應結合紅外測溫等其他手段，以減少或避免誤判造成的影響；（5）多數一字型排列的避雷器由于相間存在耦合電容，因而帶電測試數據有一定的規律性（A、B、C相阻性電流基波峰值依次減小、角度依次增大），但經驗表明，對于母線避雷器，由于其所處電場環境較出線避雷器復雜，即便它呈一字型排列，數據也很可能不符合前述規律；（6）雨雪霧霾等特殊天氣下，避雷器表面泄露電流可能明顯增大，要增加避雷器泄漏電流的巡視和數據的縱橫比分析，并加強對避雷器的檢修維護，定期清掃，以減小表面泄漏電流對泄漏電流表指示值的影響；2、關于避雷器紅外測溫的經驗體會（1）測試時盡量選擇沒有太陽照射的時間段，注意測試角度，避免日照造成的局部溫升。（2）測試時應注意太陽光、燈光或其他可見光光源、紅外線光源（如變壓器等熱體）的反射影響，尤其是當被試品表面光滑，容易造成反射時，如電氣設備導電部位的金屬面、套管表面等。（3）在與被試品保持安全距離的前提下，測試者應針對不同的被試品選擇適當的測試距離，既保證能夠拍攝到試品的各個部位，又能使被試品圖像盡可能清楚，必要時可對試品各部位分別拍照。（4）在進行精確測溫時，選擇合適的溫寬范圍，在保證被試品整體圖像清晰完整的前提下，盡可能使較小的溫差在屏幕上有較大的色差，只有這樣才能有效地發現電壓致熱型的缺陷。（5）為了便于設備的橫向比較，測溫時對同一組設備盡量選擇載同一時間、同一距離、同一角度、同一設置下