一起避雷器故障分析与对策_沈建位.pdf
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1、74电工电气电工电气 (2023 No.3)沈建位1,谢名勇2(1 宁波职业技术学院 新能源及电力系统研究中心,浙江 宁波 315800;2 浙江联能电气有限公司,浙江 衢州 324000)一起避雷器故障分析与对策0 引言避雷器一般设置在变电所的入口处,用于防止雷电和开关脉冲等冲击性过电压对电气设备绝缘的破坏。特别是一旦引起变压器绕组的破坏,修复起来比较困难,而且会伴随较长时间的停电。因此,变电设备的绝缘相互配合是以变压器的绝缘强度为基准构成的。电力系统中的输变电设备,有时会遭遇到直接雷击和感应雷击的袭击,当过电压值达到规定的电压值时,避雷器立即动作并对大地放电,以限制过电压的幅值,保护电气设
2、备的绝缘。与此同时,避雷器需要分断伴随着放电而产生的续流,并在 1/2 周期内迅速恢复原状,使电气设备能够正常运行。一旦这种工作性能变坏,即使在日常的工作电压下,也会增加其泄漏电流,使放电电压降低,因而不能有效分断电流,进而导致电气设备绝缘的对地击穿。这将引起继电保护动作,导致断路器跳闸。文中对一起阀式避雷器故障进行了具体分析,通过对避雷器参数的测量,结合避雷器的结构和运行工况,分析了产生故障的原因,并提出了相应的对策,同时对避雷器开展监测及时发现事故隐患。1 故障情况某企业配电所的一次接线如图 1 所示,进线电压为35 kV,在2021年9月20日晚上20:10左右,配电所突然停电。通过检查
3、,发现是继电保护的低电压动作,使断路器 QF41 跳闸。针对本次事故的情况,检修人员咨询了相关的供电部门,相关人员反馈断路器 QF11 也造成了停电,但是具体原因还不确定,可能是输电线路的某点与异物接触,使继电保护动作造成误读引起跳闸。对该段线路进行检查,未发现异常,于是重新恢复送电。在10 月 21 日晚上 21:00 左右,又发生同样的事故,经查输电线路的绝缘未受到破坏,也未发现对地短路点。在同样的绝缘故障连续发生的情况下,线路的绝缘是很难自恢复的。为此判断可能是避雷器的问题,为进一步确定事故原因,将避雷器 F1 从线路拆除,该避雷器为 FZ 型阀式避雷器,依据相关规程,用兆欧表测量绝缘电
4、阻。然后,施加 16 kV 直流电压测定电导电流,结果如表 1 所示。查阅该型号避雷器的安装使用说明书及出厂试验报告,避雷器的试验数据如表 2 所示。表1 避雷器测量值相别绝缘电阻/M电导电流/AA1501 300B350800C400900表2 避雷器出厂试验数据相别绝缘电阻/M电导电流/AA505B520C497图1 配电所一次接线图TM1TA1F1QF11QS12QS11进线TA2QF21TA3QF31F2TA4QF41企业用电设备TVU欠电压保护装置一起避雷器故障分析与对策基金项目:宁波市公益性科技计划项目(2022S017)75 电工电气电工电气 (2023 No.3)按照电力设备预
5、防性试验规程,FZ 阀式避雷器的绝缘电阻自行规定,查阅安装使用说明书规定不应该低于 800 M;电导电流规定值为 400 600A。从测量结果来看,3 台避雷器的泄漏电流均已超出正常值,特别是 A 相避雷器已经出现明显的异常。2 故障原因分析阀式避雷器在规定的试验电压下,测量的电导电流值有规定的范围要求。电导电流与规定值相比有明显的增加,可能是因为避雷器内部有受潮的现象;电导电流与规定值相比有明显的降低,可能是并联电子断裂或者开焊引起。该避雷器为老式阀式避雷器,由串联间隙和阀电阻元件组成,如果对它施加较大的冲击电压,在其间隙部分将会因火花放电而与大地之间有电流流过,依靠避雷器特性要素的非线性来
6、限制续流的持续时间和幅值,也限制被保护设备的对地电压,从而保护电气设备免受瞬态过电压的危害。避雷器的续流被分断后,其端子电压恢复并保持正常状态。该避雷器安装地点离海岸较近,属于重大盐雾的污损地区,企业平时对电气设备维护不到位,从而造成元件受潮。因避雷器都设计成密封结构,间隙和阀式电阻元件均置于密封的瓷管内,以防止受潮和污染,如果元件吸湿受潮和污染,根据电气设备技术标准,在正常电压下,避雷器想实现续流分流是很困难的。为进一步明确具体原因,对拆下的 A 相避雷器进行解体,拆开避雷器的底部盖板,把阀片电阻和相关零部件取出,检查阀片电阻和相关零部件,察看没有发现明显裂纹或其他缺陷;但发现内部有少许水珠
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