红外热像仪带电监测氧化锌避雷器

红外热像仪带电监测氧化锌避雷器一、概述二、选题理由三、QC小组简介四、第一次PDCA循环五、第二次PDCA循环六、效益分析七、巩固措施八、体会与设想汇报提纲一、概述近几年氧化锌避雷器在油田电网中已大量使用，尤其是在110kV及以上电压等级的电力系统中已占绝大多数。随着氧化锌避雷器的普遍使用，运行时间的增长，和避雷器本体通过雷电次数的增多，避雷器内部结构（ZnO）将逐渐劣化甚至损坏，突然事故的发生也将逐渐显现和增加，这将给电网的安全运行带来极大的隐患。为了能够发现并检测出氧化锌避雷器的故障，我们使用了各种检测方法和手段，但存在停电测量时间长，试验电压高，且测量结果失真等缺点。如何更准确、更安全、更及时的发现氧化锌避雷器故障的问题摆在了我们面前，尤其是面对油田电网中数量巨大的氧化锌避雷器，问题将会更加突出。采用红外热像检测技术是在带电运行情况下进行，由于不受电场干扰，且氧化锌避雷器的发热功率具有足够的灵敏度，现场采用比较的方法是很容易发现和判断氧化锌避雷器出现的故障。正常运行的无间隙氧化锌避雷器有0.5-1.0mA的工频电流流过，且主要是容性电流，阻性电流仅占10%-20%（一般为0.1-0.3mA）。氧化锌避雷器正常运行时要消耗一定功率，本体有轻微发热，由于几何分布较为均匀，外表发热是整体性的。二、选题理由氧化锌避雷器除制造质量不好及运行工况等因素引起的故障外，还有受潮和阀片老化故障。氧化锌避雷器个别元件受潮表现为局部过热，而阀片老化通常是整相或多元件的普遍发热特征。用红外热像仪进行故障诊断时，根据热像仪发现有不正常的发热，局部温度升高或降低，或者有不正常温度分布，则可以判断为异常。二、选题理由目前，油田电网中还未开展红外热像带电监测氧化锌避雷器的测试技术。此项技术能够在氧化锌避雷器不停电（正常运行）的情况下检测出其运行性能的好坏，既克服了停电测试时间长、不安全和检测周期限制的问题，同时也解决了采用测量阻性电流不准确的难题。从而大大减少停电测量的次数，在电网检修时也可以根据前期检测提供的数据进行有针对性的检测，减少了现场工作量，相对延长了氧化锌避雷器的停电测试周期。为此，红外热像带电监测氧化锌避雷器测试技术的开展和实施是十分必要和急需的。二、选题理由试验车间QC小组，组建于2007年1月，小组由7人组成，平均年龄34岁，人均接受TQC教育30小时，现将小组成员介绍如下：单位小组名称试验QC小组小组性质长久注册编号课题名称红外热像仪带电监测氧化锌避雷器序号姓名性别年龄文化程度组内分工1男35专科组长2女33技校副组长3女34本科组员4男31技校组员5女31技校组员6女35技校组员7女39专科组员8女38本科指导9男32本科指导三、小组简介四、第一次PDCA循环1、实际测试及数据调查统计小组针对用红外热像仪带电监测氧化锌避雷器的测试技术自2007年1月开展实施以来，1月-3月间在油田电网部分变电站中110kV及以上的氧化锌避雷器（包括瓷绝缘式和复合绝缘式）进行了红外热像仪带电测试，提取了大量的技术数据。并根据数据综合测试时的环境（包括温度、湿度、天气），电网的系统电压（A、B、C三相电压），避雷器运行时的交流泄漏电流（A、B、C三相泄漏表指示）以及停电高压试验的参数，进行了细致的分析和研究，从中找出影响测试和正确判断的几个方面的问题。序号主要问题及影响因素频数（次）频率%累计频率%1测试理论的掌握和现场实际测试经验积累1437.237.22系统三相电压的不平衡造成发热功率的不平衡1126.363.53测试时的环境、温度、湿度925.188.64监测仪器的正确使用和熟练操作58.597.15其它32.9100合计42100/（1）调查统计如下：制表人：制表时间：2007.3.25（2）根据调查统计表的数据做出如下排列图：145理论知识和实际经验系统电压造成发热功率不平衡环境温湿度的影响仪器的正确使用和操作其它37.263.588.697.1100频率百分数（%）频数（个）42制图人：制图时间：2007.3.25由调调查查统统计计表表和和排排列列图图清清晰晰看看出出，，在在进进行行红红外外热热像像仪仪带带电电监监测测氧氧化化锌锌避避雷雷器器的的过过程程中中，，测测试试理理论论知知识识的的全全面面掌掌握握和和实实际际测测试试经经验验的的积积累累，，如如何何排排除除系系统统电电压压造造成成发发热热功功率率的的不不平平衡衡和和怎怎样样消消除除温温度度、、湿湿度度的的影影响响是是主主要要影影响响因因素素，，是是开开展展实实施施好好这这项项测测试试技技术术所所必必须须重重点点解解决决的的问问题题。。而而测测试试仪仪的的正正确确使使用用和和操操作作及及其其它它虽虽然然是是次次要要因因素素，，但但也也不不能能忽忽视视。。为为此此，，小小组组进进行行了了认认真真细细致致和和多多方方面面的的讨讨论论分分析析，，找找出出解解决决的的办办法法。。制图图人人：：制制图图时时间间：：2007.3.25遇到到的的问问题题及及影影响响因因素素理论论知知识识和和经经验验发热热功功率率不不平平衡衡温度度、、湿湿度度、、天气气的的影影响响测试试仪仪的的使用用和和操操作作其它它氧化化锌锌避避雷雷器器运运行行性性能能知知识识掌掌握握不不足足实际测试试经验欠欠缺红外测温温技术知识不足足环境温度度不同，，避雷器器整体表表面温度度不同，，温差变变化大湿度不同同，造成成避雷器器表面泄泄漏改变变测试仪调调整不当当，造成成测试精精度低操作不当当，造成成数值失失真避雷器本本身制造造工艺允允许偏差差，造成成三相电电流微小小偏差测试仪电电源电压压不稳，，造成测试试数据偏偏差系统电压压的波动动问题三相电压压不同，，避雷器器各相通通过的电电流不同同3、针对以以上分析析，制定定相应的的策略表表：序号存在问题对策及措施负责人完成时间预期目标1测试理论的掌握和现场实际测试经验积累不足氧化锌避雷器运行性能及原理知识掌握不够组织进行系统理论知识学习，研究氧化锌避雷器的工作原理、运行性能，进一步增进理性认识2007.4.28小组人员能较全面的掌握氧化锌避雷器的工作原理及运行性能红外热像仪测试技术知识掌握不全面1、及时组织进行有关红外热像理论知识的学习和讨论2、聘请专家进行理论授课、培训学习2007.4.30对红外热像理论能较全面的掌握，并能进行简单的热像分析实际测试经验少，避雷器的测试部位不够准确1、针对不同电压等级的避雷器进行实测培训，并找出室内、室外条件下的区别2、请有关专家进行现场测试指导，测准避雷器各个部位2007.5.10实际测试能力得到很大提高，对氧化锌避雷器的各个部位均能较准确的测量2系统三相电压的不平衡造成发热功率的不平衡问题电网电压的频繁波动易造成避雷器各相泄漏电流的变化，使得发热功率变化1、在系统电压稳定的时段进行测试2、对每组避雷器进行多次测量，取其平均温度2007.5.15通过实践的摸索和多次的总结，掌握一定的规律，较为有效的排除系统电压波动的影响避雷器三相电压不同，各相的泄漏电流不同，发热也不同，造成误判断1、记录母线三相电压，根据不同电压进行具体分析2、对每相避雷器测试数据进行纵向、横向比较，找出规律2007.5.15经过系统的实测和数据的比较分析，找出不同电压下的发热功率的差别，为准确判断避雷器的性能打下基础3、针对以以上分析析，制定定相应的的策略表表：序号存在问题对策及措施负责人完成时间预期目标3测试时的环境、温度、湿度对测试的准确性影响明显氧化锌避雷器整体表面温度因不同的环境温度而不同，给正确判断造成一定的困难1、准确记录环境温度2、调整测试仪合适的温度测量范围3、取系统测量数据进行综合分析4、每次测试尽量在同一温度下2007.5.20通过多次的分析比较能够良好的排除温度的影响，并总结出一定的规律天气的好坏，湿度的大小使得避雷器表面交流泄漏电流随之改变，电流造成的发热也随之改变1、在天气良好的情况下进行测试2、应在湿度小于60%的情况下进行测试3、空气盐密度大的地区要多次测量2007.5.20通过多次的测试，对各种数据的综合分析，找出湿度影响的规律，基本上消除表面泄漏电流对测试的影响4监测仪器的正确使用和熟练操作测量仪测量范围、精度调整不合适，影响测试数据的准确性及时组织学习掌握测试仪的性能、各种参数的选取等2007.4.20小组成员能全面掌握测试仪的性能、运行原理操作不正确有可能损坏测试仪，数据虚假组织进行对测试仪正确使用、熟练操作的培训2007.4.20小组成员能够全部熟练正确的、规范的操作5其它避雷器制造工艺的偏差造成的电流差别使得三相避雷器发热功率略有不同进行多次测试，取其平均值，可忽略其影响2007.4.25制造工艺差别的影响能消除，不影响测试结果测温仪电源电压不足可造成测试精度的下降1、对电源电池进行足够时间的充电2、测试前检查电源电压是否充足3、配备备用电池2007.4.26每次测试都能保证充足的电源电压，保证测试仪的测试精度4、对策实实施后效效果经过第一一次循环环，小组组成员对对用红外外热像仪仪带电监监测氧化化锌避雷雷器的测测试技术术有了较较为清晰晰的认识识。从测测试理论论到现场场实际测测试，再再到数据据的分析析判断，，各方面面能力都都有了显显著提高高。但要要真正完完全掌握握这一测测试技术术，并应应用于电电网安全全生产我我们还有有一定的的差距，，有些方方面和环环节都需需要进一一步完善善和改进进，为此此我们进进行了第第二次PDCA循环。1、存在的的问题经过第一一次PDCA循环，用用红外热热像仪带带电监测测氧化锌锌避雷器器的测试试技术，，虽然有有了很大大提高，，已经能能够对避避雷器进进行初步步分析判判断，但但要真正正完全掌掌握这一一技术，，有些问问题还需需要彻底底解决。。小组成成员在一一起针对对这段时时间以来来进行的的理论知知识的学学习和掌掌握，实实际测试试经验的的积累以以及提取取的测试试数据进进行了深深入细致致地分析析和研究究，一致致认为：：五、第二二次PDCA循环（1）测试理理论虽已已形成完完整轮廓廓，但还还不够，，需要更更深层次次的研究究。（2）实际测测试经验验虽然积积累了一一些，掌掌握了一一些规律律性的东东西，但但还需要要更多的的实测经经验来丰丰富，以以验证和和完善这这些规律律。（3）瓷绝缘式避避雷器和复合合式绝缘避雷雷器，测试结结果的区别分分析问题需要要解决。我们针对以上上问题重新制制定了对策和和办法：五、第二次PDCA循环2、对策表序号存在问题对策及办法负责人完成时间预期目标1测试理论的完整的掌握1、进一步研究氧化锌避雷器的工作原理、运行特性以及制作原理、工艺等2、进一步学习红外热像测试的原理等3、把避雷器运行特性的有关理论和红外热像测试理论有机的结合起来2007.6.20力争使小组成员都能掌握完整的测试理论，并进行相关的理论研究2实践经验的进一步丰富和积累1、在以往的基础上进一步增加实际测试培训2、安排计划，对油田盐镇变、九分场变和新孤变三座220kV变电站中110kV电压及以上等级的氧化锌避雷器进行红外热像测试，提取准确的数据3、写出实际测试结果，分析、判断和总结报告2007.7.251、提高小组成员实际测试技能2、完善和改进现场测试手段3、进一步总结测试规律，找出标准性依据3瓷绝缘式避雷器和复合式绝缘避雷器测试温度的区别1、对盐镇变、九分场变和新孤变三座220kV变电站中110kV电压及以上等级的瓷绝缘式避雷器和复合式绝缘避雷器分别进行红外测试，提取准确数据2、把瓷绝缘式避雷器和复合式绝缘氧化锌避雷器的测试结果进行比较，并加以分析总结2007.7.251、总结出瓷绝缘式和复合式绝缘氧化锌避雷器的不同温度变化2、判断分析出瓷绝缘式避雷器和复合式绝缘氧化锌避雷器运行时的不同发热功率和发热效果3、对两种避雷器的运行性能都能做出正确的判断制定出第二次次PDCA循环对策后，，经过了两个个多月的实施施过程，分别别对盐镇变、、九分场变和和新孤变三座座220kV变电站中110kV电压及以上等等级的氧化锌锌避雷器进行行了红外热像像测试。期间间小组进行了了大量细致的的工作，对每每一个环节认认真负责，严严格把关，不不漏掉发现的的任何问题，，对用红外热热像仪带电监监测氧化锌避避雷器的测试试技术有了较较为全面的掌掌握，该项技技术熟练和完完善程度都达达到了一定的的水平，小组组成员掌握程程度达到了100%，具备了全面面入网测试的的条件。3、对策实施对盐镇变、九九分场变和新新孤变三座220kV变电站中110kV电压及以上等等级的氧化锌锌避雷器进行行红外热像测测试数据的分分析与总结：：（1）盐镇变部分分110kV及以上电压等等级氧化锌避避雷器红外测测试数据及判判断：220kV电压等级：（（带电测试））温度：：24℃湿度：49%测试时间：2007.4.27线路名称21P避雷器（瓷式）Ⅱ#主变侧避雷器（瓷式）系统电压（kV）相别实测温度（℃）监测器电流（mA）结论实测温度（℃）监测器电流（mA）结论A35.30.96正常38.71.0正常219/√3B37.30.96正常38.50.9正常219/√3C37.20.95正常37.80.8正常218.8/√3110kV电压等级：（（带电测试））温度：：24℃湿度：49%测试时间：：2007.4.27线路名称11P避雷器（瓷式）Ⅱ#主变侧避雷器（瓷式）系统电压（kV）相别实测温度（℃）监测器电流（mA）结论实测温度（℃）监测器电流（mA）结论A36.21.1正常331.0正常112/√3B36.60.9正常33.40.82正常112/√3C37.40.95正常32.50.9正常112.7/√3分析：数据据较为真实实，符合规规律性。（2）九分厂变变部分110kV及以上电压压等级氧化化锌避雷器器红外测试试数据及判判断：220kV电压等级：：（带电测测试）温温度：25℃湿度：48%测试时间：：2007.5.13线路名称Ⅱ#主变侧避雷器（复合式）220kVⅠ段避雷器（复合式）Ⅲ#主变220kV侧避雷器（复合式）系统电压（kV

）相别实测温度（℃）监测器电流（mA）结论实测温度（℃）监测器电流（mA）结论实测温度（℃）监测器电流（mA）结论A35.51.15正常37.21.2正常35.50.7正常227.3/√3B33.90.98正常36.91.05正常35.90.65正常227.3/√3C35.11.1正常37.11.05正常34.90.6正常226.8/√3110kV电压等级：：（带电测测试）温温度：25℃湿度：48%测试时间：：2007.5.13线路名称Ⅱ#主变110kV侧避雷器（瓷式）110kVⅡ段母线避雷器（瓷式）Ⅲ#主变110kV侧避雷器（瓷式）系统电压（kV）相别实测温度（℃）监测器电流（mA）结论实测温度（℃）监测器电流（mA）结论实测温度（℃）监测器电流（mA）结论A35.71.19正常39.51.2正常340.5正常113/√3B35.71.17正常35.71.15正常34.60.52正常113.2/√3C35.71.2正常35.71.2正常330.48正常112.9/√3分析：数据据较为真实实，符合规规律性。对110kVⅡ段母线避雷雷器A相进行停电电测量时，，直流1mA电压为145kV，偏低，75%电压下泄漏漏电流为46uA，接近标准准值（标准准为50uA），此避雷雷器虽然在在合格范围围内，但有有劣化趋势势，应引起起注意。（3）新孤变部部分110kV及以上电压压等级氧化化锌避雷器器红外测试试数据及判判断：220kV电压等级：：（带电测测试）温温度：27℃湿度：51%测试时间：：2007.6.18线路名称Ⅱ#主变220kV侧避雷器（复合式）Ⅰ#主变220kV侧避雷器（复合式）220kVⅣ母线避雷器（瓷式）系统电压（kV）相别实测温度（℃）监测器电流（mA）结论实测温度（℃）监测器电流（mA）结论实测温度（℃）监测器电流（mA）结论A36.70.8正常28.41.0正常28.41.0正常217.3/√3B36.90.8正常28.40.9正常28.41.0正常217.3/√3C36.50.9正常28.91.1正常28.10.9正常217.2/√3110kV电压等级：：（带电测测试）温温度：25℃湿度：48%测试时间：：2007.6.18线路名称Ⅲ#主变110kV侧避雷器（复合式）110kVⅡ段母线避雷器（瓷式）110kVⅣ母线避雷器（瓷式）系统电压（kV）相别实测温度（℃）监测器电流（mA）结论实测温度（℃）监测器电流（mA）结论实测温度（℃）监测器电流（mA）结论A27.80.7正常28.4正常28.6正常114.3/√3B27.80.7正常28.4正常28.6正常114.3/√3C27.80.7正常28.4正常28.6正常114.3/√3分析：数据据较为真实实，符合规规律性。（4）测试后总总结①以上数据据较为真实实可信，根根据数据结结果进行判判断与理论论分析基本本一致，符符合规律性性，测试的的灵敏性较较高。②根据测试试数据结果果判断避雷雷器的运行行性能与停停电电气试试验各参数数的判断结结果一致，，用此技术术判定避雷雷器运行性性能的好坏坏是可靠的的。根据大大量测试数数据进行的的结果分析析，初步认认为在相同同环境温度度和湿度下下，系统三三相电压基基本平衡的的情况下，，相同材料料的各相避避雷器整体体温度差别别超过5℃以上者应认认为可能存存在异常。。③以上数据据表明在相相同环境温温度、湿度度和系统三三相电压基基本平衡的的条件下，，相同电压压等级的瓷瓷绝缘避雷雷器和复合合绝缘式避避雷器表面面整体温度度略有差别别，但通过过多次测试试，取其数数据证实不不影响测试试判断。④以上数据据有的还不不够准确，，测试经验验还需要进进一步积累累。1、间接效益益：目前油油田电网中中氧化锌避避雷器的测测试中还未未开展此项项测试技术术，此项技技术的开展展填补了电电网测试技技术的空白白，并大大大提高发现现电网中氧氧化锌避雷雷器故障的的准确性和和及时性。。从避免氧氧化锌避雷雷器发生突突然事故造造成电网停停电，保障障电网安全全运行的角角度来看，