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在電力系統(tǒng)中，避雷器與電氣設(shè)備并聯(lián)接線，是一種過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備。由于雷電引起的雷電過(guò)電壓或開(kāi)關(guān)操作引起的操作過(guò)電壓時(shí)，避雷器立即動(dòng)作并放電，限制被保護(hù)設(shè)備上的過(guò)電壓幅值，使電氣設(shè)備的絕緣免受損傷或擊穿。 

ZnO避雷器因其性能良好，已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。由于避雷器長(zhǎng)期在高電壓及戶外的環(huán)境中運(yùn)行，避雷器的性能會(huì)隨著運(yùn)行年限增加而下降。避雷器閥片老化、內(nèi)部絕緣部分受損、密封不良導(dǎo)致內(nèi)部受潮或者表面嚴(yán)重污穢，都會(huì)造成避雷器絕緣性能下降，甚至損壞。 

利用紅外熱像檢測(cè)和運(yùn)行中持續(xù)電流（阻性電流）檢測(cè)手段能在帶電情況下判斷避雷器性能優(yōu)劣，而停電例行試驗(yàn)可以確診故障性質(zhì)。通過(guò)避雷器帶電檢測(cè)和周期的停電例行試驗(yàn)可以有效防止避雷器故障發(fā)生。

1  紅外熱像檢測(cè)

避雷器在正常運(yùn)行狀態(tài)下，泄漏電流都很小，其熱像圖譜特征為整體輕微發(fā)熱，較熱點(diǎn)一般在靠近上部且不均勻，多節(jié)組合從上到下各節(jié)溫度遞減。若發(fā)現(xiàn)避雷器整體發(fā)熱或局部發(fā)熱為異常，可能是內(nèi)部閥片受潮或老化引起。 

由于避雷器的發(fā)熱不明顯，一般采取橫向比較法進(jìn)行判斷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)與相鄰相有0.5K到1K溫差時(shí)，可判斷避雷器存在異常。避雷器的發(fā)熱屬于電壓致熱，該類型缺陷一般定為嚴(yán)重及以上缺陷，須盡快處理。

2  運(yùn)行中持續(xù)電流（阻性電流）檢測(cè)原理及判據(jù)

ZnO避雷器在系統(tǒng)電壓作用下，總的泄漏電流由閥片泄漏電流和表面泄漏電流兩個(gè)部分組成，閥片泄漏電流占主要成分，因此認(rèn)為通過(guò)閥片的電流就是避雷器的總泄漏電流。ZnO避雷器的閥片相當(dāng)于一個(gè)非線性電阻和電容組成的并聯(lián)電路，在正常持續(xù)運(yùn)行電壓下，避雷器的全電流（持續(xù)電流）由容性電流和阻性電流兩部分共同組成，其中容性電流占全電流的大部分，阻性電流只占全電流的一小部分，約為10%～20%左右。 

檢測(cè)儀輸入PT二次電壓作為參考信號(hào)，同時(shí)輸入避雷器的泄漏電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)傅里葉變換可以得到電壓基波U1、全電流Ix、阻性電流峰值Irp，阻性電流基波峰值Ir1p和電流電壓角的關(guān)系。 

正常情況下，通過(guò)與歷史數(shù)據(jù)及同組相間測(cè)量結(jié)果相比較，試驗(yàn)數(shù)據(jù)彼此應(yīng)無(wú)顯著差異。當(dāng)出現(xiàn)明顯差異時(shí)，可通過(guò)以下幾個(gè)方法進(jìn)行判斷：1）阻性電流基波成分增長(zhǎng)較大，諧波的含量增長(zhǎng)不明顯時(shí)，一般表現(xiàn)為污穢嚴(yán)重和受潮。2）阻性電流諧波含量增長(zhǎng)較大，基波成分增長(zhǎng)不明顯時(shí)，一般表現(xiàn)為老化。3）避雷器性能也可以從電流電壓角來(lái)判斷，該方法比較直接有效。

3  直流參考電壓（U1mA）及在0.75U1mA泄漏電流檢測(cè)

在停電的情況下，給避雷器兩端施加直流高壓，測(cè)得1mA下的直流高壓（U1mA）和0.75U1mA下得泄漏電流值。通過(guò)歷史數(shù)據(jù)縱向比較和規(guī)程規(guī)定值要求，來(lái)診斷避雷器是否存在缺陷。規(guī)程規(guī)定，U1mA初值差不超過(guò)±5%且不能小于名牌規(guī)定值，0.75U1mA泄漏電流初值差不大于30%或不大于50?A。 

避雷器例行試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行應(yīng)項(xiàng)目試驗(yàn)，如有下列情況也應(yīng)進(jìn)行該試驗(yàn)：1）紅外熱像檢測(cè)時(shí)，溫度同比異常。2）運(yùn)行電壓下持續(xù)電流偏大。3）有閥片老化或者內(nèi)部受潮的家族缺陷。

4  案例分析

2017年5月10日，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度為19℃，濕度60%，電氣試驗(yàn)班在對(duì)某110kV變電站開(kāi)展運(yùn)行中持續(xù)電流（阻性電流）檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)惠白1912線線路避雷器阻性電流基波分量和??數(shù)據(jù)異常。該避雷器2009年4月生產(chǎn)，型號(hào)為YH10ZW-100/260W。

4.1  運(yùn)行中持續(xù)電流（阻性電流）檢測(cè)數(shù)據(jù)及分析

惠白1912線線路避雷器阻性電流帶電檢測(cè)電壓采樣采用有線方式，在有干擾模式下測(cè)試，檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，歷史數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，避雷器阻性電流測(cè)試儀判據(jù)見(jiàn)表3。根據(jù)表3可以得出惠白1912線線路避雷器A、C兩相性能為中，B相為差。

比較表1和表2檢測(cè)結(jié)果，惠白1912線線路避雷器BC兩相全電流變小，而避雷器阻性電流基波成分增長(zhǎng)較大，諧波含量基本為0，避雷器有明顯劣化明顯，可能是由于內(nèi)部受潮或表面污穢嚴(yán)重導(dǎo)致。惠白1912線線路避雷器A相減小，阻性電流占比增加，避雷器性能有劣化趨勢(shì)。 

表1  惠白1912線線路避雷器阻性電流帶電檢測(cè)

表2  2016年惠白1912線線路避雷器阻性電流

表3  避雷器阻性電流測(cè)試儀判據(jù)

4.2  避雷器紅外檢測(cè)圖譜及分析

2017年5月25日，電氣試驗(yàn)班對(duì)惠白1912線線路避雷器進(jìn)行紅外精確測(cè)溫，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度為20℃，濕度55%?；莅?920線線路避雷器三相紅外圖譜如圖１所示，惠白1920線線路避雷器B相紅外圖譜如圖2所示。

由圖1可知惠白1912線線路避雷器B相溫度較A相高1K，B相避雷器局部有明顯發(fā)熱，C相避雷器局部有輕微發(fā)熱現(xiàn)象，根據(jù)DL/T 664—2008帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范，判斷為惠白1912線線路避雷器B相存在受潮或老化。

4.3  停電例行試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

2017年6月6日，對(duì)惠白1912線線路避雷器進(jìn)行停電試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)在避雷器表面加屏蔽，排除表面泄漏電流干擾，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4，歷史數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。避雷器廠家要求U1mA≥145kV，惠白1912線線路避雷器BC兩相U1mA都達(dá)不到廠家要求，試驗(yàn)數(shù)據(jù)不合格，且B相避雷器內(nèi)部加壓過(guò)程有放電聲音，與歷史數(shù)據(jù)比較U1mA下降多，惠白1912線線路避雷器BC兩相可能內(nèi)部受潮或老化。

惠白1912線線路避雷器A相U1mA符合要求，但75% U1mA泄漏電流大于50?A標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)不合格，是歷史數(shù)據(jù)的2.5倍，增加明顯，因此，避雷器內(nèi)部可能有輕微受潮或老化。 

圖1  惠白1920線線路避雷器三相紅外圖譜

圖2  惠白1920線線路避雷器B相紅外圖譜

表4  惠白1912線線路避雷器停電數(shù)據(jù)

表5  惠白1912線線路避雷器歷史停電數(shù)據(jù)

4.4  解體檢查

6月12日，專業(yè)人員對(duì)惠白1912線線路避雷器B相進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電元件表面嚴(yán)重氧化，ZnO元件的熱縮套外殼有明顯水痕和放電痕跡，如圖3所示。 

圖3  惠白1912線B相線路避雷器氧化鋅元件

由此可知，惠白1912線線路避雷器B相因密封不良導(dǎo)致受潮?；莅?912線線路避雷器三相屬于同一個(gè)廠家，同一批次廠品，帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)都表現(xiàn)為性能劣化，停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)均不合格。因此惠白1912線線路避雷器該批次廠品存在密封不良家族性缺陷的可能性比較大。

5  結(jié)論

實(shí)踐證明，紅外測(cè)溫和運(yùn)行中持續(xù)電流（阻性電流）檢測(cè)都能在不停電情況下有效發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部缺陷，是停電例行試驗(yàn)的有效補(bǔ)充。當(dāng)一種帶電檢測(cè)手段發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，可以用另一種檢測(cè)手段進(jìn)行印證，采取聯(lián)合檢測(cè)的方式，最終確定故障性和部位。 

通過(guò)帶電檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備潛伏性缺陷或隱患，提高檢修針對(duì)性和工作效率，減少維護(hù)工作量、停電時(shí)間和維修成本，延長(zhǎng)試驗(yàn)周期，確保供電可靠性，切實(shí)保障電力設(shè)備安全運(yùn)行。