目前金屬氧化鋅避雷器（MOA）廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，其運(yùn)行的可靠性將直接影響到電力系統(tǒng)的安全。當(dāng)避雷器內(nèi)部受潮到一定程度時(shí)，在正常工作電壓下運(yùn)行時(shí)將會(huì)發(fā)生內(nèi)部擊穿接地，受潮嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生突然爆炸。本文利用紅外測溫、阻性電流測試等帶電檢測技術(shù)發(fā)現(xiàn)避雷器家族性缺陷，介紹其紅外測溫、停電試驗(yàn)及解體過程情況，分析其原因，提出建議。

1 缺陷發(fā)現(xiàn)過程

2017年12月01日電氣試驗(yàn)班對(duì)某變電站全站一次設(shè)備進(jìn)行紅外測溫時(shí)，發(fā)現(xiàn)某110kV變電站404 C相避雷器溫度異常，最高溫度為18.4℃，表現(xiàn)為整體發(fā)熱，而正常相B相最高溫度為16.6℃，B相和C相溫差為1.8K。根據(jù)DL/T 664—2016《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》判斷缺陷類型為危急缺陷。

經(jīng)查該避雷器型號(hào)為YH5WZ-51/134，于2011年4月生產(chǎn)，2011年5月投運(yùn)；在2016—2017年帶電檢測工作中共發(fā)現(xiàn)三起某避雷器制造廠生產(chǎn)的同類型避雷器阻性電流異常或紅外精確測溫異常情況，通過解體和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)均為避雷器內(nèi)部受潮導(dǎo)致絕緣劣化，因此初步認(rèn)定該避雷器存在內(nèi)部容易受潮的家族性缺陷。

在測溫發(fā)現(xiàn)異常后，為了進(jìn)一步確認(rèn)該缺陷，試驗(yàn)人員對(duì)404避雷器開展了帶電阻性電流和全電流的測量，測量結(jié)果見表1。為了便于分析，選擇前次的避雷器帶電測試試驗(yàn)數(shù)據(jù)與之對(duì)比。表2為2017年04月10日測量得到的某變電站404避雷器阻性電流和全電流試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

圖1 404避雷器紅外熱像圖

表1 某變404避雷器阻性電流試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2 某變404避雷器阻性電流歷史數(shù)據(jù)

對(duì)比表1和表2的測量環(huán)境可以發(fā)現(xiàn)，2017年04月10日和2017年12月01日氣候情況比較相似。

從表1可以看出，C相的全電流值、阻性電流值均明顯大于A、B相，其中C相的全電流值分別是A相和B相的2.41倍和2.25倍；C相阻性電流值分別是A相和B相的11.37倍和9.39倍。根據(jù)Q/GDW 11369—2014《避雷器泄漏電流帶電檢測技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用導(dǎo)則》，在進(jìn)行橫向比較時(shí)，同一廠家、同一批次、同相位的產(chǎn)品，如果全電流或阻性電流差別超過70%，那么即使參數(shù)不超標(biāo)，避雷器也有可能異常。另外，從表1可以知道，C相避雷器的功耗相較A、B相高出了一個(gè)數(shù)量級(jí)，這與紅外測溫的結(jié)果相吻合。

對(duì)比表1和表2可以發(fā)現(xiàn)，12月01日測量的阻性電流值相較04月10日，增加了12.7倍，根據(jù)Q/GDW 11369—2014《避雷器泄漏電流帶電檢測技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用導(dǎo)則》規(guī)定，在進(jìn)行縱向比較，阻性電流增加1倍時(shí)應(yīng)停電檢查。

2 停電試驗(yàn)及解體

2.1 停電試驗(yàn)

1）絕緣電阻及泄漏試驗(yàn)。測量數(shù)據(jù)見表3，將C相的數(shù)據(jù)與A、B相對(duì)比，發(fā)現(xiàn)避雷器的主絕緣均符合要求，但是直流泄漏試驗(yàn)，C相電壓無法加到測試的規(guī)定值，泄漏電流也大大地超過Q/GDW 1168—2013《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的50◆A。試驗(yàn)表明C相避雷器內(nèi)部存在絕緣不良的現(xiàn)象，但絕緣未達(dá)到貫穿性缺陷或整體受潮的嚴(yán)重程度。

表3 絕緣電阻及泄漏電流測試數(shù)據(jù)

2）伏安特性試驗(yàn)。對(duì)404避雷器進(jìn)行伏安特性試驗(yàn)，測試數(shù)據(jù)如圖2所示。

從伏安特性試驗(yàn)結(jié)果可知，404C相避雷器在電壓過了20kV后，電流顯著增加，從圖2可以看到，C相避雷器伏安特性呈現(xiàn)出線性的特點(diǎn)；而正常的A相避雷器具有非常優(yōu)異的非線性伏安特性，直到70kV左右才出現(xiàn)拐點(diǎn)。伏安特性試驗(yàn)表明，404C相避雷器在過電壓的沖擊下，可能導(dǎo)致該避雷器擊穿而發(fā)生接地故障，因此需要及時(shí)對(duì)該避雷器進(jìn)行處理。加直流70kV電壓3min后，重新對(duì)其進(jìn)行了紅外測溫。

圖2 404A、C相避雷器伏安特性曲線

從圖3可以看到，避雷器本體存在明顯的溫度分布異常，中下部的溫度較上部溫度高，因此該避雷器缺陷可能就是中下部位的氧化鋅閥片受潮或老化所致。

圖3 避雷器剝離硅橡膠外套后的熱像圖譜

2.2 解體檢查

對(duì)避雷器進(jìn)行解體，并將避雷器閥片從上至下依次編號(hào)，發(fā)現(xiàn)避雷器底座和部分閥片存在缺陷，如圖4所示。

從圖4（a）可以看到，ZnO閥片（第8片和第9片）上附有水珠。圖4（b）中7、8、9號(hào)閥片存在明顯的臟污痕跡。圖4（d）為避雷器環(huán)氧樹脂外殼，該部位有稍許的泛黃，也是水汽浸入所致，說明此處受潮最為嚴(yán)重，該處閥片正好位于避雷器的中下部，與紅外測溫檢測結(jié)果一致。圖4（c）是避雷器底座解體的照片，銹跡斑斑的金屬部件和絕緣塊，表明底座受潮并已氧化，絕緣遭受損壞。

圖4 避雷器解體后各部件的照片（a）閥片近照

圖4 避雷器解體后各部件的照片（b）閥片

圖4 避雷器解體后各部件的照片（c） 避雷器底座

圖4 避雷器解體后各部件的照片（d）避雷器環(huán)氧樹脂外殼

3 原因分析

結(jié)合帶電檢測、停電試驗(yàn)和解體檢查情況，可判斷避雷器缺陷原因如下：①底座密封不嚴(yán)，進(jìn)水受潮，水汽往上竄，導(dǎo)致閥片受潮，避雷器損壞；②該底座的絕緣塊為木質(zhì)材料，在制造時(shí)，底座絕緣木塊干燥不徹底，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長，水汽往上滲透，造成閥片受損，在電壓的作用下發(fā)熱，導(dǎo)致?lián)p耗增加。

結(jié)論

1）避雷器阻性電流和全電流測試是發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部故障的有效檢測手段，開展避雷器阻性電流和全電流試驗(yàn)時(shí)，可以帶上紅外測溫儀，以提高避雷器分析診斷的效率。

2）避雷器生產(chǎn)廠家應(yīng)加強(qiáng)生產(chǎn)過程和工藝管控，對(duì)設(shè)備原材料和部件進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)格開展出廠檢驗(yàn)，防止今后出現(xiàn)相似情況。

3）對(duì)于今后新投運(yùn)避雷器，設(shè)備運(yùn)行管理單位應(yīng)對(duì)設(shè)備加強(qiáng)驗(yàn)收把關(guān)，防止家族性缺陷和其他有缺陷的避雷器進(jìn)入電網(wǎng)。