110千伏氧化鋅避雷器阻性電流異常缺陷分析
2021年10月12日,試驗人員對某110千伏變電站避雷器進行運行電壓下的泄漏電流測試時,發現該站某線路A相避雷器泄漏電流值較上次測試值有明顯增大,其中阻性電流Ir增大了1.37倍。表1為該線路避雷器泄漏電流歷史測試數據。
表1 A相避雷器泄漏電流數據
《DLT/596電力設備預防性試驗標準》指出:“當阻性電流增加1倍時必須停電檢查”。
表1中A相避雷器阻性電流的異常增大屬緊急缺陷。公司于當天安排檢修專業完成了避雷器更換。該避雷器型號為Y10W-102/266W(持續運行電壓為79.6千伏,U1mA為148千伏),生產日期為2012年12月。
2021年10月13日,在試驗大廳對該缺陷避雷器進行本體絕緣電阻測試、直流1mA參考電壓及0.75倍該電壓下的泄漏電流測試,試驗數據見表2。 數據顯示該避雷器絕緣電阻明顯降低,直流1mA參考電壓超出范圍,75%參考電壓下泄漏電流明顯增大,均不符合規程的要求。為進一步確定缺陷原因,決定對避雷器進行解體檢查試驗。 2021年10月18日,在試驗大廳內對該只避雷器進行了解體檢查。 3.1 外觀檢查 檢查上、下法蘭密封完整無破損;無明顯老化或劣化導致的裂隙。 3.2 內部檢查 對避雷器本體解體,拆下防爆膜發現,避雷器頂蓋密封圈處有打膠隆起現象,密封不實(圖1);抽出避雷器核心組件,檢查發現避雷器閥片組連接緊固,外部整潔,未見明顯異常;隨后,發現緊固防爆膜的螺栓和彈簧已銹蝕,已氧化銹蝕(圖2),避雷器內部的鋁合金元件的表面均出現氧化層(圖3)(圖4),說明避雷器內部已受潮。 圖1密封圈處打膠隆起 圖2 頂部彈簧已銹蝕 圖3 頂部金屬固件已銹蝕 圖4 底部金屬固件表面出現氧化層 3.3 解體試驗 避雷器核心組件由熱縮套包裹分為8段,從底部至頂部分別編號為1-8(圖5)。檢查外觀未發現明顯放電痕跡。解體后對每組閥片進行絕緣電阻試驗(如表3),數據顯示1-3組閥片絕緣電阻正常,而4-7組閥片絕緣電阻異常偏低。 圖5 避雷器閥片 從解體情況看,避雷器出現缺陷的原因應為避雷器頂蓋密封圈處有打膠隆起現象,致使密封膠圈局部變形,造成接觸面的密封不良,溫差變化大時水汽從縫隙處進入,積存在上法蘭內,避雷器內部鐵質部件長期在水分的作用下產生氧化銹蝕,造成壓緊螺栓的應力變化,使避雷器的密封狀態破壞,從而造成避雷器內部元件的金屬元件氧化銹蝕和閥片受潮,造成閥片絕緣電阻降低和性能劣化。 結合本次解體檢查可以看出:該避雷器缺陷是由于密封不良造成進水汽受潮所致。由于運行時帶電檢測發現其阻性電流增大,立即退出運行,尚未造成嚴重后果。若受潮程度進一步發展,很可能導致非受潮原件的功率損耗和發熱,不但不能對其他電氣設備起到過電壓保護作用,而且自身也會發生重大安全事故,進而發生嚴重事故影響電網安全。在此提出以下建議: (1)加強氧化鋅避雷器帶電測試,并對本案例中該批次同型號避雷器進行跟蹤監督,必要時結合停電進行檢查。 (2)對于動作次數較多,運行年代較長的氧化鋅避雷器要重點檢測,一旦發生異常,要立即停電試驗檢查,根據試驗結果,進行綜合分析判斷氧化鋅避雷器的絕緣狀況,以確保電網的安全運行。