避雷器泄漏电流超标原因分析

苏同斐 李红刚

摘 要：避雷器是变电站中常见的用于防雷的关键设备。本文由一次泄漏电流数据异常出发，逐步排除影响查找原因，最终确定根本原因，为今后该类设备试验提供依据。

关键词：避雷器；泄漏电流；阀片；受潮

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.146

0 引言

金属氧化物避雷器在电力系统中应用广泛，为保障电力设备防雷击起到关键作用。本文就防雷试验中发现的泄漏电流超標现象进行了原因分析。

1 案例经过

2018年4月，在对某220kV变电站主变220kV侧中性点避雷器进行例行试验过程中，发现其直流1mA电压和泄漏电流均超出标准值，因而对可能造成的原因进行逐一排查，在排除环境影响因素后，对避雷器进行解体检查，最终发现其内部密封受损，导致受潮。

2 异常原因分析

2.1 异常发现过程

2018年4月，在对某220kV变电站主变220kV侧中性点避雷器进行例行试验过程中，试验人员发现其直流1mA电压（U1mA）为205.4kV，且0.75U1mA下的泄漏电流为88μA，与历史数据比较，该避雷器泄漏电流增长了633.3%，已超过规程标准[1]，绝缘特性降低明显。

2.2 影响因素排查

（1）空气湿度大的影响。当空气湿度较大时，避雷器的泄漏电流会明显增加。试验当天，天气干燥，空气湿度在40%左右，可以排除空气湿度大带来的干扰。

（2）温度因素的影响。避雷器内部空间狭小，不能及时散热，当电阻片的温度升高时，就会导致避雷器的阻性电流增大。试验温度在19-23℃，可以排除温度的影响。

（3）污秽的影响。避雷器表面的污秽，会影响电阻片柱的电压分布[2]，从而导致泄漏电流增加。测试前已将避雷器表面擦拭干净，可以排除污秽造成的影响。

（4）周围设备或建筑物带来影响。由于现场氧化锌避雷器试验电压较高，与周围设备或建筑物距离不够，易产生电晕放电，给测量带来误差。

为避免测量中各种因素带来的影响，我们采取以下几项措施后进行复测：①将避雷器从高压线路上拆下，将其放在一个空旷的场地内，避免电压谐波和测试点电磁场的干扰；②将避雷器外表面污秽物完全清除，并风干；③使试验高压引线与避雷器的夹角约为90度[3]；④将试验设备由ZVI240/5更换为ZGS200/3。最终测试数据其直流1mA电压（U1mA）为205.2kV，0.75U1mA下的泄漏电流为74μA。可见采取措施后，泄漏电流有了一定的下降，但仍然超出规程要求，表明避雷器本身存在氧化锌阀片劣化或者受潮的情况。

2.3 异常原因分析

在排除各种干扰因素的影响后，复测的结果依然超标，判断该避雷器本身存在氧化锌阀片劣化或者受潮情况。氧化锌避雷器用硅橡胶作为避雷器封壳，封壳质量低劣、生产厂家采用的技术不完善或采用的密封材料抗老化的性能不稳定时，在温差变化较大或运行时间接近产品寿命后期，易造成其密封不良。避雷器的两端加工粗糙，使潮气或水分侵入，造成内部绝缘损坏，加速电阻片的劣化而引起损坏。无间隙氧化锌避雷器阀片的均一性差，使电位分布不均匀，运行一段时间后，部分阀片首先劣化。

为查明原因，对该避雷器进行解体检查。解体前检查避雷器外观，避雷器外套硅橡胶部分无明显老化，外部良好。打开避雷器的金属顶盖，检查并无受潮现象和放电痕迹。将避雷器本体绝缘解剖后，发现下法兰内表面已锈蚀，底座绝缘垫完全受潮。将避雷器阀片及金属垫片取出后，发现阀片及金属垫片受潮明显，个别阀片边釉破损。

通过解体检查，确定避雷器底部护套有受潮侵入点，首先是最下端阀片受潮裂化，然后逐步发展至中下部电阻片裂化。根据检查情况，上部电阻片尚未受潮。当已受潮阀片泄漏电流增大到一定值时，直流参考电压将快速下降直至失效；当电阻片裂化数量达到一定值时，剩余的电阻片将无法承担工频运行电压，造成避雷器损坏并形成接地故障。根据受潮部位及内部受潮情况，确定避雷器在运输过程中，受到过强烈的外力作用，破坏了下法兰处的密封结构，影响了其密封性能，潮湿空气从避雷器底部进入本体，导致其直流参考电压下降、泄漏电流和阻性电流增大。

3 结语

此次氧化锌避雷器泄漏电流超标是一起典型的避雷器内部阀片受潮导致绝缘性能降低的案例，通过停电试验，及时发现了设备缺陷，避免了缺陷的进一步发展。为防止此类故障的再次发生，今后可以采取以下措施。

（1）加强避雷器设备的运输管理，减小运输过程中避雷器在外力作用下遭到破坏的几率，严格履行验收手续，防止避雷器带病投运。

（2）强化避雷器的运行巡视检查，当避雷器的缺陷趋于严重时，其泄漏电流表的表计读数将明显增大。若巡视遇此类情况，应立即采取有效的测试手段，及时发现并消除设备运行隐患。

（3）中性点避雷器无法进行阻性电流带电检测和红外测温工作，因此必须重视做好停电例行试验工作，当数据异常时要综合分析，逐项排除，并结合其他试验项目进行判断，必要时必须进行更换处理。

参考文献：

[1]Q/GDW 1168—2013输变电设备状态检修试验规程[S].

[2]赵丹丹，周越，张嘉旻等.外部因素对金属氧化物避雷器特征参量的影响研究[J].电瓷避雷器，2017（06）：32-37.

[3]陈天翔，王寅仲，海世杰等.电气试验[M].北京：中国电力出版社，2008.