10kV户外环网柜用氧化锌避雷器阻性电流在线监测.doc

10kV户外环网柜用氧化锌避雷器阻性电流在线监测 珠海供电系统配网采用的环网柜一般是以SF6负荷开关组成的10kV户外箱式环网柜，用于分合负荷电流，开断短路电流及变压器空载电流， 是环网供电和终端供电的重要开关设备。 10kV户外箱式环网柜，又称环网供电单元(简称环网柜)，每个环网柜由3至6路开关共箱组成，接线方式灵活多样，可以满足不同配电网络节点的需求。开关装置和硬母线密闭在同一个不锈钢金属外壳内，采用SF6作为灭弧介质和绝缘介质，开关采用三相联动的负荷开关或断路器，其额定电流为630A，短时耐受电流可达20kA/3S。由于这种特殊的排列结构，环网柜与电缆连接采用屏蔽型电缆终端插头与环网柜电缆连接套管安装连接的形式。通常在环网柜的进线柜一侧，安装一组装在屏蔽型后插电缆终端插头内部的避雷器用于保护环网柜的SF6负荷开关及电力电缆使其免受过电压侵害。（如下图）避雷器能释放雷电或操作过电压能量，保护环网柜等配电设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统短路、接接地故障发生的保护装置。在环网柜中安装的避雷器通常接于带电导线与被保护的设备紧密配合。当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。金属氧化物避雷器(MOA)因其优越的过电压保护特性广泛使用于配网设备中，但MOA的故障可能会导致其爆炸，而波及与之配合的10kV户外环网柜，危及影响配电系统安全运行，对运行中的MOA进行严格有效的检测和定期预防性试验显得尤为重要，由于MOA预试必须停运10kV环网柜这类主设备，会降低设备的运行可靠性，而且有时因为运行方式的限制无法停运主设备，导致其无法按时预试，因此MOA的不停电测试显得尤为重要。1、对安装在环网柜中的避雷器的状态监测：对运行的避雷器状态监测的有效手段之一是在线检测，在线检测目前普遍采用的方法是测量避雷器的泄露电流，具体是在10KV等级避雷器的下端接地回路上安装泄漏电流监视仪，并将检测仪的数据显示器安装在环网柜的操作面板，通过定时人工巡视来监视MOA泄漏电流的大小与变化趋势或将数据远传到检测中心进行统一分析，通过记录全电流读数来判断避雷器的老化和绝缘损坏程度。2为什么要测试阻性电流：1）在运行电压下流过避雷器的泄漏全电流包含了阻性泄漏电流分量、容性泄漏电流分量两部分。在避雷器处于正常运行电压状态下阻性电流分量远远小于容性分量，一般阻性泄漏电流分量占全电流的比例不会超过1015%的数值，所以阻性分量即使增加一倍，全电流的变化不会超过5.0%。所以采用全电流的测量方法，就不能有效监视避雷器的内部性能劣化的趋势。2）在运行电压下的测量，由于运行电压的变化幅度将达到大于5%以上，所以产生的全电流的变化由于电容分量的线性变化影响使测量全电流数值的结果也有5%以上幅度的变化，从而淹没了由于阻性电流变化而引起上面提到的全电流变化5%的比例。3）如果避雷器在运行中由于内部元件发生劣化，引起阻性泄漏电流的增加，即有功损失分量不断加大，如此继续劣化下去，达到一定程度后会导至避雷器的热崩溃，若不能迅速将不正常的避雷器及时退出运行，很可能在一段时间内产生热崩溃，引发停电事故。3、理论及实践结论已有研究指出：阻性电流的基波成分增长较大，谐波的含量增长不明显时，一般表现为污秽严重或受潮。阻性电流谐波的含量增长较大，基波成分增长不明显时，一般表现为老化。仅当避雷器发生均匀劣化时，底部容性电流不发生变化。发生不均匀劣化时，底部容性电流增加。避雷器有一半发生劣化时，底部容性电流增加最多。相间干扰对测试结果有影响，但不影响测试结果的有效性。采用历史数据的纵向比较法，能较好地反映氧化锌避雷器运行情况。4、分析一般引起避雷器阻性泄漏电流增加的原因有下面主要方面：A、避雷器的内部受潮而产生的内部绝缘下降 a、避雷器在制造中由于在正常的气候条件下进行组装，留存有一定的湿度。b、避雷器内部的绝缘材料的吸潮性或者内部有潮气而没有将其排除进行组装，投入运行以后缓慢的释放。c、避雷器本体与密封口的呼吸作用。 d、屏蔽型外套本身材料老化或者呼吸作用。 B、避雷器的氧化锌片本体在通流负载下质量发生变化 。 a、大雷电流冲击引起积累效应。 b、内部过电压冲击。 c、长期运行电压下的自然老化。 d、氧化锌片的通流容量与实际的通流量不符合加剧老化。 资料反映，在避雷器损坏的统计中是由于内部受潮所引起的比例达到总故障数50%以上，由于10kV户外环网柜多数安装于电缆沟道沿线，始终处于潮湿的环境中运行，在其内部安装的避雷器受潮湿环境的影响显而易见。 要解决这些问题，除了严格按规定验收供应商的设备质量