浅谈氧化锌避雷器泄露电流超标的处理方法论文_唐晓军

(广东电网有限责任公司阳江供电局 广东阳江 529500)

摘要:氧化锌避雷器在电力系统的应用非常广泛,而电力设备预防性试验是诊断110kV氧化锌避雷器运行状态的重要手段,本文将对预试中发现氧化锌避雷器的泄露电流超标的原因进行分析,通过处理使得其泄露电流满足预试规程要求,从而为设备的安全运行提供技术保障。

关键词:氧化锌避雷器 泄露电流

1、前言:

氧化锌避雷器是七十年代发展起来的一种新型避雷器,它主要由氧化锌压敏电阻构成。每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压(叫压敏电压),在正常的工作电压下(即小于压敏电压)压敏电阻值很大,相当于绝缘状态,但在冲击电压作用下(大于压敏电压),压敏电阻呈低值被击穿,相当于短路状态。然而压敏电阻被击后,是可以恢复绝缘状态的;当高于压敏电压的电压撤销后,它又恢复了高阻状态。因此,如在电力线上安装氧化锌避雷器后,当雷击时,雷电波的高电压使压敏电阻击穿,雷电流通过压敏电阻流入大地,可以将电源线上的电压控制在安全范围内,从而保护了电气设备的安全。氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器。利用氧化锌良好的非线性伏安特性,使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小(微安或毫安级);当过电压作用时,电阻急剧下降,泄放过电压的能量,达到保护的效果。这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙,利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。

阳江市位于广东粤西沿海地区,以亚热带气候为主,春季、夏季多雨、潮湿,这种气候条件直接决定了氧化锌避雷器的运行环境是潮湿多雨,盐分高的,因此氧化锌避雷器容易发生内部受潮以及伞裙或者瓷套积污度过大。

目前我局针对所有电压等级的氧化锌避雷器的运维策略主要有两种:第一、在每年雷雨季节前完成所有110kV及以上的避雷器的带电测试。运行状态的氧化锌避雷器,在运行电压下的总泄漏电流包括阻性电流和容性电流。在正常情况下流过金属氧化物避雷器的主要为容性电流,阻性电流只占很小的一部分,约为10%-20%。研究表明氧化锌避雷器的内部受潮、内部原件绝缘不良、阀片严重老化及表面严重污秽时,容性电流变化不多,而阻性电流却大大增加。因此监测运行情况下的泄漏电流尤其是阻性电流可以有效地反映氧化锌避雷器的绝缘状态。当避雷器污秽严重或受潮,结果为阻性电流的基波成分增长较大,谐波的含量增长不明显。当避雷器氧化锌阀片老化时,结果为阻性电流谐波的含量增长较大,基波成分增长不明显。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。当避雷器有一半发生劣化时,底部容性电流增加最多;第二是、结合电力设备预防性试验周期对无法进行进行带电测试的避雷器进行各项停电试验项目,通过试验数据来诊断避雷器的健康度。

2、实例分析

2015年3月20日,我局220kV登高站#1主变首检的停电预试过程中,发现#1主变变高中性点避雷器的试验异常,其型号为YH1.5W1-144/320,厂家是:抚顺电瓷,试验数据如下:

根据南网预试规程规定,直流1mA电压及0.75U1mA下的泄漏电流应满足:1)不低于GB11032规定值;2)U1mA实测值与初始值或制造厂规定值比较,变化不应大于±5%;3)0.75 U1mA 下的泄漏电流应不大于50μA。根据规程可以看出,#1变高中性点避雷器的绝缘电阻合格,直流1mA参考电压也合格,但是0.75 U1mA下直流泄漏电流也远高于50μA。

泄露电流超标原因分析:由于220kV登高站地处阳江市高新区平冈镇港口工业区,距离海岸线只有3、4公里,导致避雷器瓷套常年表面的盐分含量高,再者220kV登高站周围被重工业围绕,如广青、镍合金加工厂,产生大量含金属颗粒的粉尘,此类粉尘受到静电作用极度容易吸附在避雷器的瓷套表面,日积月累,粉尘吸附在瓷套表面,即使下雨冲洗,也无法冲洗干净,从而在避雷器瓷套表面形成以金属粉尘为主的污垢层,憎水性下降,最终导致泄露电流超标。

采取的处理方法有三种:1、用清水清洗避雷器瓷套;2、用酒精清洗避雷器瓷套;3、用绝缘子防护剂清洗避雷器瓷套。处理效果如下表所示:

由上表可以看出,清水及酒精的处理效果甚微,对避雷器瓷套的绝缘水平帮助不大,泄露电流基本上没什么降低;而绝缘子防护剂的处理效果恰恰相反,可以清洗掉避雷器瓷套表面的污垢层,提高瓷套的憎水性,使得瓷套表面的绝缘水平大大提升,泄露电流大大降低,满足规程要求。

3、结论

对于沿海及工业污染地区变电站的氧化锌避雷器应该采取多元化的运维策略,一方面做好每年雷雨季节前110kV及以上的避雷器带电测试,对于阻性电流异常的,应缩短跟踪测试周期,当阻性电流增加至一倍时,应立即安排停电检查;另外一方面对于不具备带电测试的避雷器(如变压器中性点避雷器、变低侧避雷器等),应结合变压器停电试验周期安排停电预试,利用绝缘子防护剂对避雷器瓷套或伞裙进行清洗,这样可以清洗掉避雷器瓷套或伞裙表层的粉尘污垢,在绝缘子表面形成保护层,提高其憎水性,从而降低表面的泄露电流,保证设备的安全稳定运行!

参考文献:

[1] Q/CSG114002-2011 电力设备预防性试验规程.

论文作者:唐晓军

论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期

论文发表时间:2016/11/8

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