防止损坏事故的实用措施

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：加强监测是保证金属氧化物避雷器安全、可靠运行的重要措施之一。主要用来在运行中显示金属氧化物避雷器的泄漏全电流及记录MOA 动作次数。对装有全泄漏电流测试仪的避雷器应定期巡视。由于此重大缺陷被及时发现并处理,避免了一起因避雷器受潮、绝缘劣化而导致爆炸的事故发生。经带电测试,其异常相的阻性电流峰值达476μA,诊断为内部受潮,及时退出运行。

(1)提高产品质量、高度重视金属氧化物避雷器的结构设计、密封、总装环境等决定质量的因素。

(2)正确选择金属氧化物避雷器,这是保证其可靠运行的重要因素。对金属氧化物避雷器的选择和应用曾有不少争议,现虽有了国标GB 11032—89,但有的问题并没有完全统一和解决。为保证运行在中性点不接地系统中的金属氧化物避雷器不击穿、不爆炸,在国标GB 11032—89 中采用了提高工频电压耐受时间和直流1　mA 电压的方法,但其他参数如UR、UC还有待于提高,使用条件还有待于完善。

目前,武汉高压研究所新技术公司生产的3～10kVHY5W 型合成绝缘金属氧化物避雷器逐渐在配电系统推广使用。它由硅橡胶伞套、高梯度氧化锌阀片组成的无间隙芯体和树脂灌封层构成。其主要优点是:①密封可靠、芯体老化寿命长,预防性试验周期可延长到5年以上。②保护性能好,动作负载能力高,暂时工频过电压耐受能力可靠。它的额定电压实际值接近 pagenumber_ebook=356,pagenumber_book=346 Um,工频过电压耐受时间要比国标GB 11032—89高1～3个数量级,可承受65k A 的雷电流并可耐受多重雷击。③具有防爆性等。其主要电气性能如表3-14所示。

表3-14　HY5W型合成绝缘金属氧化物避雷器电气性能

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注 1.新修改的《3～220kV交流电力工程过电压保护设计规范》规定避雷器的额定电压等于或大于1.3Um,HY5W
实际接近 pagenumber_ebook=357,pagenumber_book=347 Um,因GB 11032—89规定为1.1Um,故型号中的额定电压仍按国标参数标明。2.直流参考电压比GB 11032—89规定高6%。

运行经验表明:这种金属氧化物避雷器在中性点小电流接地电网中,试点和推广是成功的。合成绝缘金属氧化物避雷器型号说明如下:

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(3)加强监测,及时检出金属氧化物避雷器的缺陷。加强监测是保证金属氧化物避雷器安全、可靠运行的重要措施之一。根据规程规定,新投入运行的110kV及以上者,投运3个月后测量1 次运行电压下的交流泄漏电流,以后每半年1次;运行1年后,每年雷雨季节前1次。

目前生产的测量全泄漏电流的测试仪有两种:

1)JSH 型避雷器漏电流及动作记录器。该产品集毫安电流表和计数器为一体,能实现避雷器在线监测。它有两种型号:①JSH—1A 型,与330～500kV电网的金属氧化物避雷器配套;②JSH—B型,与220kV及以下电网的金属氧化物避雷器、FCZ型磁吹避雷器及FZ型普通阀式避雷器配套。

2)JC1—MOA 在线监测仪。主要用来在运行中显示金属氧化物避雷器的泄漏全电流及记录MOA 动作次数。主要型号有:①JC1—10/600,与35～220kV的MOA 配套;②JC1—20/1500,与330～500kV的MOA 配套。

对装有全泄漏电流测试仪的避雷器应定期巡视。判断金属氧化物避雷器故障的基本方法如下:

1)观测三相避雷器电流值是否一致,若某避雷器泄漏电流严重偏大,则此相避雷器可能有故障。

2)各相避雷器泄漏电流值与历史值相比较,如发现泄漏电流值已增大或有不断增大的趋势,则认为该相避雷器可能有故障。

由于在某些情况下,避雷器的表面污秽也会引起避雷器泄漏电流增大,所以对初步判定有故障的避雷器应根据GB 11032—89进一步测量其阻性电流、U1　mA和0.75U1　mA电压下的泄漏电流,还可测量绝缘电阻等综合判断避雷器是否有故障。

(4)采用红外诊断。我国许多单位开展了红外诊断,有的供电局每年利用远红外线仪器对所有避雷器进行2次普测,根据避雷器热成像发现、判断故障收效显著。

【例1】华东电网某变电所在进行红外线检测时发现其110kVⅡ母金属氧化物避雷器C 相上节内部明显发热,发热点的最高温度达34.6℃,而该节其他部分温度为32.3℃左右。下节和其他两相温度均为32.3℃左右。C 相上节发热部位较正常部位高出2℃,超过表3-15中所列数值,通过对避雷器上、下节和相间温差实测数据分析,判断为重大热故障缺陷。停电测量其泄漏电流超过标准值10倍,上节的绝缘电阻仅为102MΩ。解体发现避雷器密封圈裂开,共计6片阀片有放电现象。分析认为主要原因是避雷器密封圈裂开,导致避雷器内部受潮、部分阀片放电击穿、整体绝缘严重下降。由于此重大缺陷被及时发现并处理,避免了一起因避雷器受潮、绝缘劣化而导致爆炸的事故发生。

【例2】山东某电厂红外检出一台220kV金属氧化物避雷器热像异常,其正常相的最高温度为25.6℃,而异常相的温度分布十分不匀,其上、下节的温差很大,上节温度低,下节温度显著高,但最低的温度也达26℃,仍比正常相最高温度要高,而其下节的高温已达28℃,比正常相高出2.4K。经带电测试,其异常相的阻性电流峰值达476μA,诊断为内部受潮,及时退出运行。

表3-15　金属氧化物避雷器允许的相间温差及最大工作温升参考值

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注 1.有间隙金属氧化物避雷器正常时整体温度与环境温度基本相同,凡出现整体或局部发热者均属异常。2.允许温升大值适用于室内设备,小值适用于无风条件下的室外设备。

【例3】华北电网某500kV变电站,在一次对500kV金属氧化物避雷器的精密检测中,对阻性电流为200～300μA 的一组三相进行了热成像,结果显示温度场分布均匀,每相本体温差小,约小于等于1K,其每相的温度分布规律是呈上、下两端稍偏低、中部稍偏高的状态。而对同型号的另一组避雷器也进行了热成像,该三相设备已有一定劣化缺陷,它们的标称电压在此前一年多的时候已经都被发现降低了。检出的热像特征是每相高、低温差较大,温差值在1.6～2.2K,各相的最低温比正常相的最高温还高,其最高温比正常相的高出2.6K,从而证明避雷器本体温度不均匀度与其内部缺陷的大小成一定的比例关系。

MOA 正常与异常温度分布如表3-16和表3-17所示。

表3-16　正常金属氧化物避雷器温度分布示例　单位:℃

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表3-17　劣化金属氧化物避雷器温度分布示例　单位:℃

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【例4】华东电网某站运行人员巡视中发现某500kV线B 相金属氧化物避雷器 (BBC 产品MWM—346/444)泄漏电流为5.5　mA,明显高于A 相的1.6　mA 及C相的3.2　mA,也超过投运时测得的3　mA 的数值。经过复测证明数值确实增大。再用红外热像仪测试,结果为A 相39℃,B 相44℃,C相38.5℃。解体发现B 相上节内部压板断裂,密封破坏受潮,因此上节已短路,主要电压均加在下面两节上,引起发热,泄漏电流增大。此类现象在华东电网还发生过两次。

金属氧化物避雷器受潮的原因及处理方法如表3-18所示。

表3-18　FZ型和金属氧化物避雷器受潮及处理

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(5)装设脱离器。为防止金属氧化物避雷器爆炸时引起事故扩大,建议在每只避雷器的下部安装脱离器,以使避雷器遭受异常电压作用时,能及时脱离运行电网。

(6)开展新的诊断方法的研究。目前回复电压法已在变压器和电缆等设备绝缘诊断上使用。最近开始在金属氧化物避雷器上试用。它是在金属氧化物避雷器上加直流电压,经一段时间后短路放电再快速断开,此时金属氧化物避雷器两端所测电压称为回复电压,如图3-8所示。通过重复测量对比,分析金属氧化物避雷器是否有缺陷。该方法对老化判断很灵敏,但仍处于试验阶段,还需进一步试验来确定更精确的判断依据。

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图3-8　恢复电压测量法示意图

防止损坏事故的实用措施

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