浅谈避雷器直流试验不合格的原因

   2013-03-23 工控之家网工控之家110
引言

    金属氧化物避雷器在电力系统中得到了广泛的应用。就运行情况而言,绝大多数避雷器运行良好,但在运行中的爆炸事故也时有发生。对于爆炸原因的分析,反映出一个共同的问题就是避雷器本身质量问题,其中有的是阀片性能不佳及参数设计不合理,有的是内部绝缘材质不良,还有的是在装配时工艺不良导致运行中受潮,而由于绝缘不良导致的事故所占比例还是比较大的。对此,除了应该慎重选择产品外,还必须通过严格的验收试验和定期的预防性试验,发现问题及时处理,避免事故的发生。 

1 预防性试验 

    金属氧化物避雷器的预防性试验,主要是测量1mA(直流)时的临界动作电压U1mA和75%U1mA直流下的泄漏电流,以检查其阀片是否受潮。而此项试验容易受到外界因素的影响,会出现不合格的现象。如果对这个问题处理不好,一方面会把好的设备作为不合格处理,浪费人力、物力,延长了停电时间;另一方面,也有可能忽视设备真正存在的故障,给设备的安全运行带来隐患。 

    直流1mA下的电压是指避雷器通过1mA直流电流时,该避雷器两端的电压值。试验中,对避雷器施加直流电压,当直流电流达到1mA时即刻停止升压,并迅速读取避雷器的电压U1mA,然后将电压降至75%U1mA下读取通过避雷器的电流值。其原理图如图1所示。 

原理图

    U1mA实测值与初始值或制造值相比,其变化不应大于5%,U1mA过高使避雷器保护电气设备的绝缘裕度降低,U1mA过低会使避雷器在各种操作和故障的瞬态过电压下发生爆炸,规程规定,75%U1mA下的直流泄漏电流不大于50mA。

    通常认为,引起避雷器的绝缘试验数据不合格的原因主要有以下几个方面: 

    空气湿度比较大;
    试验时,高压引线与设备夹角不够大; 
    避雷器内部受潮,这主要是避雷器装配时工艺不良导致运行中受潮; 
    试验时,与避雷器相连的设备没有完全断开。 

2 现场试验 

    2005年8月1日在我公司220kV涟水变35kV383线路避雷器试验工作中,发现三相避雷器的直流1mA电压值都偏小,如表1所示。

现场试验

    2005年11月29日在对我公司110kV高沟变110kV母线避雷器试验中发现C相避雷器的75%U1mA下的直流泄漏电流比较大,测试结果如表2所示。 
测试结果电流比较

3 原因分析 

    2005年8月1日的试验中,由于试验当天湿度比较大,测量时很难达到80%以下,且避雷器表面有一层水膜,从以上测量数据看湿度增大后三相绝缘电阻大幅下降,测试时该组避雷器没有连接任何设备,由此分析引起测量结果不合格的原因可能有以下几点 :

    空气湿度大,避雷器表面脏污;
    避雷器内部受潮。

    2005年11月29日的试验中,由于是高沟变的技改工作,避雷器是全新的,没有和任何设备相连接,受潮的问题也基本不会存在,但是由于现场比较杂乱,试验时高压引线与被试设备的角度不好控制,只有不到30°,这可能是引起试验数据误差比较大的原因。试验结果见表3。 

数据误差比较

  
4 原因确认 

    空气湿度大,避雷器表面脏污,导致直流1mA电压值偏小的原因很容易理解,因为在避雷器两端施加直流电压时,通过避雷器的电流有两部分:一是通过避雷器内部阀片的电流,这与避雷器的特性有关;二是通过避雷器表面的泄漏电流,如果空气湿度大,就会使避雷器的表面泄漏电流比较大,那么升压时总电流就很容易达到1mA,使电压偏小,也就是说U=RI,R是绝缘电阻,I为1mA,当空气湿度大,避雷器表面脏污时,R偏小,则U也偏小。
对于高压引线与避雷器的夹角对试验数据的影响,可以通过对一组110kV避雷器的测试来证明,如表4所示。 

110 kV避雷器的测试表

    由此可以看出高压引线与避雷器的夹角对75%直流1mA电压下的泄漏电流有很大的影响。通过以上试验数据的分析,我们还可以看出: 

    (1)空气湿度大,表面脏污,会导致避雷器直流1mA电压偏小,而对75%直流1mA电压下的泄漏电流的影响却很小。 
    (2)测量时,高压引线与避雷器的夹角对75%直流1mA电压下的泄漏电流有很大的影响,而对避雷器直流1mA电压的影响却很小。为此制定如下对策: 

    擦干净避雷器表面的脏污; 
    在阳光下曝晒试品或加热烤干绝缘瓷套; 
    高压线尽量水平拉远,不要贴近避雷器瓷套表面; 
    断开与被试避雷器连接所有设备,保证被试避雷器独立承受电压。 

5 实施对策 

    2005年8月1日中午,天气好转,我们针对上述分析原因进行复测,首先清洁绝缘瓷套,用电吹风干燥避雷器表面,主绝缘电阻上升到3000Mw,有明显增大。表5为三相避雷器的测量数据。 

三相避雷器的测量数据

    2005年11月29日,我们在对110 kV高沟变110 kV母线C相避雷器重新测试中,用尼龙绳将高压引线拉至与避雷器基本垂直的角度,进行加压试验,其结果如表6所示。  

加压试验

    从以上测量数据可以看出,通过实施制定的对策,原来不合格的试验数据都已经在规程规定的合格范围内了。 

6 结论 

    测量金属氧化物避雷器1mA(直流)时的临界动作电压U1mA和75%U1mA直流下的泄漏电流时,应考虑以下两种情况。如果出现一项数据不合格时,应该首先考虑用制订的对策去处理,不能立即武断地认为设备存在缺陷。如果出现两项数据都不合格时,则避雷器存在缺陷的可能性就比较大。

 
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