氧化锌避雷器泄漏电流表指示异常的分析与处理谢传通（连云港赣榆供电公司，江苏 赣榆222100）摘 要：在现在的电网中，为了能使电气设备不受过电压的危害，氧化锌避雷器被普遍的使用，而氧化锌避雷器 的运作状况是否良好能够最终靠泄漏电流表的指示来进行监测。正常情况下泄漏电流表监视的是内部泄漏电流， 当内部出现受潮导致绝缘被击穿或是下降时，泄漏电流表会异常增大或满偏，并伴有异常声响。此时若不立即停运避雷器，就会扩大为事故。但有时泄漏电流不是异常增大，而是异常减小或为零，这就为运行人员正常监 视避雷器带来了难题，因为这时假如慢慢的出现内部故障，泄漏电流增大，正好会出现在正常范围内，会造成值班人 员的误判断，另外由于异常偏小，有时会当成缺陷上报，造成不必要的停电检修。所以有必要弄清是何原因造 成泄漏电流表指示异常，并采取合理的防治措施，为避雷器的正常工作扫清障碍。关键词：避雷器；泄漏电流；指示异常；分析与处理0 引言氧化锌避雷器具有良好的非线性，伏秒特性 曲线非常平坦，与设备的绝缘配合容易实现，甚至 有可能降低设备的绝缘水平，减小设备造价。由于 氧化锌避雷器多安装于母线、主变三侧及进线电源 侧，有效的避免了雷电进行泼、操作过电压带给设 备的危害，近年来在电力系统中得到广泛应用。但 是如果避雷器本身存在问题，如内部绝缘下降等就 会对系统造成极大的危害，会造成母线、主变、进 线停电，因此，通过氧化锌避雷器泄漏电流表的指 示是否正常来判断避雷器的工作状况就显得非常重 要。下面我就对氧化锌避雷器泄漏电流表指示异常 的情况进行分析与处理。1 氧化锌避雷器泄漏电流表回路的工作原理图 1 氧化锌避雷器泄漏电流表工作回路如图 1 所示，氧化锌避雷器泄漏电流表工作回 路主要由避雷器、屏蔽环、上底座、绝缘衬套、下底座、引线、泄漏电流表、接地等组成。在氧化锌 避雷器运行当中，内部原因和大部分的外部原因都 可以通过一个途径来监视，这就是氧化锌避雷器的 在线监测器，即常说的泄漏电流表。本所采用的是 JSH－3 型在线），该仪器集毫安表 与计数器为一体，串连在避雷器接地回路中。用于 监测运行电压下通过避雷器的泄漏电流峰值，也可 以有效的监测出避雷器内部是否受潮或内部元件是 否异常等情况。图 2 JSH－3 型在线监测器示意图氧化锌避雷器的泄漏电流分为内部泄漏电流和 外部泄漏电流，内部的泄漏电流主要是通过避雷器 内部、上底座、引线接入泄漏电流表内，外部泄漏 电流主要是通过避雷器瓷套外部、屏蔽环、绝缘衬 套、下底座引入地下。因此正常情况下，泄漏电流 表监视的是内部泄漏电流，当内部出现受潮导致绝 缘被击穿或是下降时，泄漏电流表会异常增大，甚 至满偏，并伴有异常声响。此时若不立即停运避雷器，就会扩大为事故。但有时氧化锌避雷器的泄漏 电流不是异常增大，而是异常减小，甚至为零，这 就为运行人员正常监视避雷器带来了难题，因为这 时如果出现内部故障，泄漏电流增大，正好会出现 在正常范围内，会造成值班人员的误判断，导致对 事故判断不清，另外由于异常偏小，有时弄不清到 底是何问题导致，会当成缺陷上报，造成不必要的 检修。所以有必要弄清是何原因造成氧化锌避雷器 泄漏电流表指示异常，为避雷器正常工作扫清障碍。2 氧化锌避雷器泄漏电流表指示异常的原因 分析2.1 避雷器屏蔽环软线的滑落为了使避雷器的外绝缘爬距降低不多，屏蔽环 多加在最末一级磁裙下，由于固定不良，使得屏蔽 环滑落碰触避雷器底座造成毫安表短接，泄漏电流 表指示降低或无指示。这样会引起值班人员的误判 断，上报不必要的缺陷。2.2 避雷器底座绝缘（绝缘衬套受潮或脏污）降低氧化锌避雷器的法兰对地的绝缘可以看成图 3 的等值电路，R1 为支撑底座的绝缘件的绝缘电阻， R2 为避雷器底座与屏蔽线的绝缘电阻。正常情况 下，R1、R2 均为 500 MΩ以上，当底座绝缘不良， 出现裂纹、受潮进水等原因使绝缘电阻降至千欧级， 而泄漏电流表的电阻值 R3 一般为几千欧至几十千 欧，R1 的分流作用使得毫安表指示减小，甚至为零。图 3 对地绝缘的等值电路图2.3 泄漏电流表表计卡涩由于电流表机械机构问题，造成卡涩使得泄漏 电流表指示为零或是指示没有变化。不利于对避雷 器的正常监测。2.4 雨、雪、雾等潮湿天气泄漏电流表晴天指示正常，110 kV 以上避雷器 泄漏电流表读数正常在 0.5～1 mA 之间，一般在 0.8 mA 左右。但是阴雨、大雾等潮湿天气时读数会减小，这种情况为避雷器底座脏污受潮引起绝缘电阻 下降，对氧化锌避雷器泄漏电流有了较大的分流作 用，使泄漏电流表的读数变小。这种情况虽对避雷 器的运行无大碍，但如果避雷器内部受潮或电阻片 老化，造成泄漏电流增大，但是由于底座的分流作 用，使其读数降低，以至接近正常值，给值班员巡 视带来误判断，误认为泄漏电流表指示正常，有可 能造成事故。2.5 泄漏电流表与引线接触不良有的表计与引线接触部分已经锈蚀，造成过渡 电阻增大，使得表计指示偏小。2.6 避雷器内部绝缘受潮氧化锌避雷器内部受潮，会造成绝缘下降，泄 漏电流表指示异常增大或满偏。2003 年 9 月份， 220kV 申城变值班员在巡视设备时，就曾因为泄漏 电流表指示异常增大发现一起避雷器上节绝缘受潮 重大缺陷。由于发现及时，处理得当，避免了一起 220kV 电网重大事故的发生。2007 年 1 月份，220kV 申城变 110kV 进线避雷器泄漏电流表指示异常增 大，汇报调度紧急停运，经试验判定也为避雷器内 部绝缘下降造成，所以当值班员发现泄漏电流表指 示异常增大或满偏时，一定要高度重视，及时汇报 处理，避免扩大为事故。2.7 屏蔽环屏蔽效果不好因为屏蔽环都是后期用软铜线制作而成，这就 会造成因为工艺问题使屏蔽环与避雷器的表面接触 不到位，致使屏蔽效果不好；而且屏蔽环软铜线裸 露在空气中，经过风吹日晒，会出现氧化现象，增 大接触电阻，也会造成屏蔽效果不好。如图 4 所示。图 4 屏蔽环示意图2.8 避雷器内部阀片损坏（并联阀片） 造成避雷器内部阀片损坏的原因有： 1) 发生雷电时引起的大气过电压；2) 送空载变压器、线路、母线时引起的操作过 电压；3) 阀片本身老化。2.9 表计内部接线不良（阀片与表计并联）泄漏电流表内有一个阀片电阻与表计回路并 联，当阀片电阻损坏或是接触不良时，也会造成表 计指示出现异常。可用数字万用表来判断表计问题。3 针对氧化锌避雷器泄漏电流表指示异常的 原因采取处理措施3.1 屏蔽环软引线改用小铜棍或增加铜线线径宽度 做成支架在平时的巡视和表计抄录中，经常发现屏蔽环 滑落或是引线搭在避雷器底座上，造成泄漏电流表 读数偏小，有的甚至为 0，造成值班员的误判断， 有的当成缺陷上报。因此对屏蔽环的作用进行了分 析。申城变电所用的是 JSH－3 型监测器，在潮湿 天气里，瓷套外表的漏电流一并进入监测器的毫安 表内，使得监测器中毫安表在瓷套外表漏电流大的 情况下，无法真实反映避雷器瓷套内部问题，因此 在瓷套底座附近增加一个金属屏蔽环，将瓷套外表 漏电流引入地中来解决问题。也就是说，屏蔽环的 作用还是很重要的。针对屏蔽环滑落的问题，第一种处理建议是舍 弃避雷器的瓷套末层，将屏蔽环上移一层，卡在磁 裙中间，这样就不会滑落了，但是这样就降低了避 雷器的外绝缘爬距；第二种处理建议是将软铜线用 外套绝缘的办法来解决，但是不美观；第三种处理 建议是将软铜线改用小铜棍或增加铜线线径宽度做 成支架型(如图 5)，既美观又可对屏蔽环起支撑固定 作用，不易滑落。经过向专家咨询后采取了第三种 建议，将软铜线改为支架型。对暂时没有整改的先 采用绝缘棒推动其复位(如图 6)，加强监视。图 5 做成支架型的屏蔽环图 6 推动屏蔽环使其复位3.2 更换试验不合格的绝缘底座2004 年 4 月 19 日，值班员在巡视和抄录泄漏 电流表数值时发现 110 kV 茅赣线 开关进线避雷 器 B 相泄漏电流表指示异常偏小，指示为 0.39 mA， 比上一天的 0.81 mA 下降了 48%，而检查其他情况 均正常。从 2004 年 4 月 19 日到 2004 年 6 月 16 日 这段期间，110 kV 茅赣线 开关进线避雷器 B 相 泄漏电流表指示不稳定，忽高忽低，也增加了巡视 次数，在此期间高试班也来做过带电监测(如图 7)， 分析正常。图 7 试验人员现场试验从 2004 年 6 月 16 日到 2004 年 7 月 21 日，110kV 茅赣线 开关进线避雷器 B 相泄漏电流表指示降 低到 0.2 左右，且在 21 日下午 16 时的特巡中发现 指示降到 0，值班员立即向调度报了 II 类缺陷，经 过高试班更换了新的泄漏电流表试验正常后送电， 指示没有变化。所以又办了停电许可手续，对避雷 器底座绝缘进行了详细的检查，发现有一个绝缘衬 套破裂，且内部进水霉变，绝缘电阻用兆欧表测量 为 0，用万用表测量有几十千欧，更换后，避雷器 泄漏表指示正常。为此，对运行时间长的老式磁柱由高试班结合 避雷器预试进行试验，不合格的及时更换成环氧树 脂绝缘支柱，对脏污程度高的结合停电进行清理。通过值班员的认真巡视和高度的责任心，发现了绝 缘底座绝缘降低的隐形缺陷，并及时更换，使避雷 器的安全运行得到了保证。3.3 更换老式表记因所使用的 JSH－3 型监测器有弱点，且还有 部分老式监测器，泄漏电流表不能正确反映避雷器 的真实情况，不利于避雷器的正常运行，因此经查 阅资料，发现 JSH－4 型在线)正好弥 补了以上两个问题，通过采用不锈钢屏蔽环解决了 屏蔽环滑落的问题，又通过新增加的一块毫安表将 屏蔽环收集的瓷套外表漏电流这一表征变电所绝缘 污秽程度的量发应出来，优点明显，尤其是对 110kV 氧化锌避雷器更为适用，因为 110kV 氧化锌避雷器 多为单节元件组成，一旦在雨天受潮，毫安表又无 法区分是瓷套内部还是瓷套外部漏电流增大，单节 元件避雷器受潮，或许不能持续到雨后就发生故障， 所以向生技部门建议将更换 JSH－4 型在线监测器 作为明年技改项目来进行。图 8 JSH－4 型泄漏电流表示意图3.4 加强雷电过后的避雷器巡视检查与抄录采取避雷器泄漏电流表一天抄录一次，并将本 次抄录数值与上次数值做比较，并结合天气等原因 做出分析判断。并将巡视、泄漏电流抄录作为变电 所日常例行工作表的定期工作来执行，采取谁抄录 谁负责的制度，工作没有做或没有发现问题，对责 任人进行奖金考核。对于雷电过后，一定要仔细检 查接地引下线、接头、表记等部位的良好，避雷器 外部有无放电迹象等。3.5 结合停电，对避雷器外部进行清扫，确保脏污 不能太严重对避雷器的屏蔽环制定专项检查记录，发现有 连接不好或是氧化严重的，应及时记录，结合检修 予以更换，确保屏蔽环能发挥最大效果。3.7 可用数字万用表来判断表计问题当出现避雷器泄露电流表指示异常，又无明显 外部征象时，可以采用高精度的数字万用表来配合判 断是否表计问题，当万用表测得的数值与表计一致或 相差不大时，表计正常；当万用表测得的数值与表计 相差过大时，应判断为表计问题，及时上报更换。4 运行时注意事项1) 如果发现泄漏电流表指示异常增大或满偏， 避雷器并伴有噪声，判断为氧化锌避雷器内部故障， 应立即向调度报 I 类缺陷，申请停电进行处理，避 免造成事故。2) 如果发现比平时增大 20%，但还在合格范围 内，结合氧化锌避雷器外部运行情况作出合理判断， 不是内部故障，但要加强设备巡视，结合泄漏电流 表的指示变化再作出判断。3) 如果发现氧化锌避雷器泄漏电流比平时减 小 20%，或更小，要结合天气变化原因，外部的屏 蔽环、绝缘衬套等情况做综合判断，能自行处理 的自己处理，不能处理的报 II 类缺陷，等候处理。 4) 如果发现指示再零位，又无外部其他特征 时，应采用数字万用表来判断表计问题，明确不是表计原因后应报 I 类缺陷，申请停电处理。5) 在日常巡视时发现引线、接头锈蚀严重，有脱焊现象，应及时上报处理。6) 结合停电对避雷器进行清扫，检查屏蔽环的屏蔽效果，按时换屏蔽效果不好的屏蔽环。参考文献：[1] 谢传通,王光一. 变电所现场运行规程[Z].赣榆: 赣榆县供电公司, 2005.[2] 宗士杰. 过电压及其防护措施[M]. 北京: 中国电力出版 社, 1999.[3]南京伏安电气有限公司.JSH 型避雷器在线监测器安装使用说明书[Z].结合综合检修和状态检修，采取“应扫必扫”的 原则，使避雷器在良好的环境下工作，可以减少因 外部泄露电流太大给内部泄露电流造成的指示误差。 3.6 定期检查和按时换屏蔽效果不好的屏蔽环作者简介：谢传通(1976-)，男，江苏赣榆人，助工、技师，连云港供电 公司变电运行专业首席员工，从事变电运行工作。

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