医学知识 避雷器带电检测方法与异常诊断 学习课件

避雷器带电检测方法与技术电气室绝缘专业张晓鹏前言

金属氧化锌避雷器是保证电厂安全运行的重要保护设备之一，它在运行中发生受潮、老化以及经受热和冲击破坏后发生故障导致停机等严重事故的案例屡见不鲜，影响电厂的安全运行。它的检测手段有：停电试验、带电检测以及在线监测，停电试验虽然一直是公认的最有效检测手段，但由于目前火电机组连续运行时间长、停电检修机会少，在线监测表也只能显示全电流，因而在试验周期内避雷器发生问题的几率就会增大，为了及时获取MOA状态、尽早发现避雷器内部缺陷，认真开展带电监测就显得尤为重要。一、避雷器带电监测项目及要求表1避雷器带电检测项目表序号检测项目判断依据说明1本体红外测温本体温差不超过1K对同1组避雷器在相同条件下测试时，不同相的同一部位温度在同一时间温差大于1度时，应对其加强监视并进行数据纵横比分析。2连接端子及引线红外测温温差不超过5K；热点温度≥80℃或相对温差≥80％。加强监视，跟踪温度变化，结合机组运行情况制定消缺计划。3交流泄漏电流指示值交流泄漏电流指示值纵横比增大20%加强监视并进行数据纵横比的分析。4运行电压下阻性电流基波峰值测量运行电压下的全电流、角度和阻性电流，测量值与初始值比较，不应有明显变化，当阻性电流或功率损耗增加50%时，应加强红外检测和日常巡视，并缩短带电测试的周期，当阻性电流或功率损耗增加100％时，应综合各项检测结果进行判断，确认避雷器存在异常时，应考虑停电检查、进行直流试验。1)测量时应记录环境湿度，相对温度和运行电压。测量宜在瓷套表面干燥时进行，并注意周围带电体干扰的影响；2)测量时不宜采用感应板法和谐波法，可对测量数据进行补偿，但应记录未经补偿的实测数据；3)对于测试数据明显受干扰影响，功角接近90度，不适用于前述判断依据时，可以参考功角变化作为避雷器，（功角减小1.5度对应于阻性电流变化50%、角度减小3度对应于阻性电流变化100%）。注：判断依据和说明部分引自行业和企业标准，个别条款源于个人经验，请酌情参考；数据分析时强调数据的纵横比。二、避雷器本体发热红外监测案例避雷器型号：Y20W1-444/1100电压等级：500kV运行年限：6年测试背景：该组避雷器此前巡视和各项检测结果均未发现异常。

A相前面

A相后面

C相前面

C相后面

序号测试单位测试时间相别监测器示数mA)全电流有效值(mA)电压基波与总电流基波夹角阻性电流有效值mA)阻性电流基波峰值(mA)1省检2014.3A/3.40881.760.4880.690B/3.16782.490.4130.584C/2.93485.140.2480.3492电科院2014.5.14A4.23.43581.65/0.707B0.13.25783.17/0.547C/2.93686.12/0.2813省检2014.5.26A/3.55880.710.5740.806B/3.37382.220.4560.639C/3.02285.110.2570.360500kV避雷器带电测试数据分析1、红外图谱显示，郑官II线避雷器A相下节温度最高点较B相和C相同部位分别高出0.8℃、1.2℃；2、避雷器带电测试数据显示，郑官II线避雷器A相全电流较B相和C相分别高出7.6%、16.2%(依据省检带电测试数据计算)，阻性电流变化不明显。停电试验申请检修计划，停电后进行直流试验，发现A相下节0.75倍参考电压下泄漏电流达到70微安，A相其余试验和B、C相各项试验结果正常，怀疑避雷器受潮。总结对比条目1，表明标准制定是符合实际情况的，避雷器本体红外测温需要具备一定的经验和技巧，更需要测试人员的耐心与细心。三、通过泄漏电流指示纵横比增大发现避雷器故障的案例避雷器型号：YH10W-108/281电压等级：110kV运行年限：10个月测试背景：2012年6月10日投运时各项数据正常2013年3月17日，检修班发现A相交流泄漏电流指示与B、C两相相比，纵横比增大71%。3月18日，检修班再次进行汴氨1线路侧避雷器精确测温，三相温度无明显偏差。运维检修部要求运行中加强监视，适时安排停电检修。3月29日，该避雷器进行带电测试及红外线精确测温时发现：A相避雷器泄漏电流值纵横比增大100%；带电测试发现A相泄漏电流阻性分量与初始值相比增加超过50%；避雷器精确测温发现A相与正常相温差超过6度(见图)。避雷器阻性电流测试结果表2013年3月29日运行编号：汴氨1相对湿度：30%天气温度：12℃相别ABC母线相电压（kV）64.7764.7664.75电流相位Φ（度）85.185.185.1全电流有效值IX（μA）925.04482.32466.05阻性电流基波峰值IrIP（μA）1588482基波功耗P1(W)7.2403.7723.6474月1日，变电站运行人员发现三相泄漏电流和红外线测温结果与29日结果变化较大，立即停电处理。巡视时间A相（mA）B相（mA）C相（mA）2012年6月14日0.70.70.72013年3月17日1.20.70.72013年3月29日1.40.70.72013年4月01日1.80.70.74月8日，解体试验结果如下表：相别ABC绝缘电阻(MΩ)5000012000050000直流U1mA(kV)8716316575%U1mA电压下泄漏电流(μA)3677结论：根据现场解体情况认定，阀片侧面有明显闪络痕迹，在金属附件上有锈斑和锌白，在打开避雷器底部盖板时用手即可打开，而上部盖板则需用工具才能艰难打开，说明下部盖板密封不严导，为盖板加工粗糙所致。总结：严格执行项目3中的要求，可以及时发现避雷器缺陷，避免事故的发生。四、采用角度和阻性判断避雷器带电测试结果的差异1、阻性电流翻倍和角度两种判据实用性的比较1）在角度接近90时阻性电流翻倍判据：测试值很容易翻倍，比如在89度以上时，功角变化不到1度阻性电流就翻倍了（见下表），但此时避雷器出现劣化的可能性极小，因此就存在误判的可能（实际上可以补偿，但补偿法有所不足，见下文）。

全电流（mA）角度阻性电流估算翻倍计算188.80.021/189.40.010降0.4度翻倍189.60.007/189.80.003降0.2度翻倍1900.000/角度判据：一般角度相对稳定，不会出现3度以上的变化（除非相临带电体停/运状态发生变化，为避免此种干扰带来误判，可对停/运状态下的数值分别比对，就能够避免误判）。2）在角度接近85度时，阻性电流翻倍判据：此时角度降低5度，阻性电流翻倍。角度判据：角度降低3度即判定结果异常，比阻性电流翻倍的判据严格。3）在角度接近80度时阻性电流翻倍判据：漏判的肯能性也更大，避雷器功角为80度时，功角降低10度（至70度）阻性电流才会翻倍,而根据经验，一般认为当避雷器功角低于75度时就可能已经劣化，因此单纯用阻性电流判断就会出现漏判。角度判据：角度降低3度的判据则严格很多。

全电流（mA）角度阻性电流估算翻倍计算1800.174/1850.087降5度翻倍2、现有补偿法的不足为了使数据满足标准中阻性电流不翻倍的要求，在带电测试中大家往往采用补偿法（多为仪器自动补偿，也可以人为计算补偿），采用补偿法后原始数据往往不记录，补偿后的数据在异常分析时会带来困难。而且补偿仅适用于一字排列型避雷器的干扰，对于其他类型干扰（母线等带电体的干扰以及其他不确定因素）则不适用，因为周围带电体停/运情况变化对试验结果产生的影响足以导致误判（在河南省有过500kV避雷器带电测试结果误判，停电检查无异常后又重新送电的案例）。

全电流（mA）角度阻性电流估算翻倍计算1700.342/1750.259/1800.174降10度翻倍3、角度判据注意值和警戒值的确定1）参照有关论文并结合实际经验，角度与历史值相比偏差3到4度以上的情况很少遇到，全电流值和红外测试数据也可以辅助判断，因此造成误判的可能性不大。综合考虑，我觉得角度的判断方法在很大程度上比阻性电流翻倍法更实用、更方便，较大程度上避免了误判和漏判。但是，考虑到国内标准尚且没有采用角度的判断标准，所以我考虑偏严一些的话，建议取注意值1.5度，警戒值3度，也可以结合实际情况取注意值2度，警戒值4度，大家大家根据实际经验探讨下。五、带电检测经验体会1、关于避雷器阻性电流测试的经验体会（1）强化运维人员的责任心，认真进行设备巡视和带电检测，做好避雷器泄漏电流巡视、避雷器带电测试的记录和分析；（2）在避雷器带电测试过程中应特别注意干扰的排除，测试中的干扰因素包括：湿度变化、瓷套表面污秽、谐波干扰、电磁感应、系统电压波动等，这些可能导致全电流、阻性电流基波峰值以及三次谐波量的变化，进而导致结果误判；（3）分析避雷器带电测试数据时，纵向和横向比较都很重要，因此须重视历史数据的整理和累积，测试尽量采用PT法，或采用其它稳定的相位参考，数据记录要全面，尽量保留角度补偿前的相位角、阻性电流三次谐波峰值等数据，这样后期数据分析的难度就会大大降低；（4）避雷器带电测试结果是判断避雷器状态的重要状态量，但由于其干扰因素较多，在评价设备状态时还应结合红外测温等其他手段，以减少或避免误判造成的影响；（5）多数一字型排列的避雷器由于相间存在耦合电容，因而带电测试数据有一定的规律性（A、B、C相阻性电流基波峰值依次减小、角度依次增大），但经验表明，对于母线避雷器，由于其所处电场环境较出线避雷器复杂，即便它呈一字型排列，数据也很可能不符合前述规律；（6）雨雪雾霾等特殊天气下，避雷器表面泄露电流可能明显增大，要增加避雷器泄漏电流的巡视和数据的纵横比分析，并加强对避雷器的检修维护，定期清扫，以减小表面泄漏电流对泄漏电流表指示值的影响；2、关于避雷器红外测温的经验体会（1）测试时尽量选择没有太阳照射的时间段，注意测试角度，避免日照造成的局部温升。（2）测试时应注意太阳光、灯光或其他可见光光源、红外线光源（如变压器等热体）的反射影响，尤其是当被试品表面光滑，容易造成反射时，如电气设备导电部位的金属面、套管表面等。（3）在与被试品保持安全距离的前提下，测试者应针对不同的被试品选择适当的测试距离，既保证能够拍摄到试品的各个部位，又能使被试品图像尽可能清楚，必要时可对试品各部位分别拍照。（4）在进行精确测温时，选择合适的温宽范围，在保证被试品整体图像清晰完整的前提下，尽可能使较小的温差在屏幕上有较大的色差，只有这样才能有效地发现电压致热型的缺陷。（5）为了便于设备的横向比较，测温时对同一组设备尽量选择载同一时间、同一距离、同一角度、同一设置下