摘要：无间隙金属氧化物避雷器运行电压下的交流泄露电流测量在规程中要求愈来愈严格，在现场实际测量也发现诸多缺陷。本文通过对一起220KV无间隙金属氧化物避雷器带电检测发现数据异常，及时分析跟踪测量，确定设备存在问题，及时停电检修，避免更恶劣的电网事故发生。阐述了无间隙金属氧化物避雷器现场带电检测的注意事项。
关键词：带电检测金属氧化物避雷器 应用
中图分类号： TU895 文献标识码： A 文章编号：
一、引言：
某电厂220KV变电站内变压器出口及母线避雷器全部采用的是金属氧化物避雷器。金属氧化物避雷器以其优异的技术性能逐渐取代了其它类型的避雷器。避雷器内部采用氧化锌电阻片为主要原件，因电阻片具有良好的伏安特性，当系统出现大气过电压或操作过电压时，氧化锌电阻片呈现低阻值，使避雷器的残压被限制在允许值以下。从而对电力设备提供可靠的保护。而避雷器运行在系统正常电压下时，由于优异的非线性，它呈现高阻值，避雷器流过微安级电流，可以省去传统的避雷器不可缺少的灭弧间隙，避雷器结构大为简化。由于没有放电间隙，氧化锌电阻片长期承受运行电压，并有泄漏电流不断流过各个串联电阻片，这个电流的大小取决于金属氧化物避雷热稳定和电阻片的老化程度。如果在金属氧化物避雷器动作负载下发生劣化，将会使正常对地绝缘水平降低，泄漏电流增大，直至发展成为金属氧化物避雷击穿损坏。所以运行中检测金属氧化物避雷的工作情况，正确判断其质量状况是非常必要的。
二、现场检测实例：
该厂一台主变出口金属氧化物避雷器为西安西电高压电瓷有限公司产品。
铭牌如下：
型号：Y10W5—200/496额定电压： 200KV持续运行电压：156KV
直流参考电压：304KV 阻性电流：0.25mA陡波冲击残压：582KV
雷电冲击残压：496KV 操作冲击残压：442KV
避雷器投产后，积极开展带电检测，测量运行电压下的阻性电流，全电流。测量数据一直稳定，使用仪器为MD-810A型氧化锌避雷器带电测试仪，正常时期某组数据如下：
但在下一周期测量（一个月后）时，数据规律产生变化：
受环境、湿度等影响，A、C相全电流有所增加，阻性电流减小；而B相数据变化较大，全电流增加较大，阻性电流变为增长，且数值由原来三相最小上升到最大。横向比较、纵向比较、趋势变化都应视为异常数据。加强监视，增加测量次数。连续监视两个月，测量数据仍如此。虽然符合规程要求，但怀疑B相存在隐患。利用小修机会停电退出运行，避雷器为两节组合，停电测量绝缘数值上节100000+ MΩ，下节150 MΩ不符合规程要求最低2500 MΩ，测量直流1mA电压和0.75U1mA泄露电流为152μＡ（规程为50μＡ），B相避雷器已存在严重隐患，更换备件避雷器。决定将该相避雷器返厂进行解体。到厂家后下节产品只能加压到2KV左右。解体分析：打开下盖板，盖板里面有零星绣点，但密封面未出现进水可能，绝缘桶壁有水珠，弹簧上的导电带已绣断，去掉隔弧筒，上两旁阀片有明显积水。接下来拆下上端盖，从里面很明显看见防爆膜上面有陈旧性破损，再看抽气孔，未发现进水痕迹，上密封面亦未见进水痕迹，故避雷器进水原因系防爆膜破裂。这是一起通过带电检测发现数据异常，发现重大缺陷的技术应用。
三、金属氧化物避雷器泄漏电流测量：
在交流电压下，金属氧化物避雷器的泄漏电流包含阻性电流（有功分量）和容性电流（无功分量）。在正常运行情况下，流过避雷器的主要为容性电流，阻性电流只占很小一部分，约为10%-20%。但当阀片老化时，避雷器内部绝缘件受潮及表面严重污秽时，容性电流变化不多，而阻性电流大大增加。测试表明，在运行电压下测量全电流、阻性电流可以在一定程度上反映氧化锌避雷器运行的状态。全电流的变化可以反映氧化锌避雷器的严重受潮、内部元件接触不良、阀片严重老化，而阻性电流的变化対阀片初期老化的反应较灵敏。
氧化锌避雷器受潮主要是密封不良引起的。氧化锌避雷器受潮会大大增加本身的电导性能，阻性电流明显增大，由于多数氧化锌避雷器没有串联间隙，所以，其阀片将长期承受工作电压的作用。串联结构的氧化锌避雷器，当轻度受潮时，通常因氧化锌阀片电容较大而只导致受潮元件本身阻性电流增加并发热，当受潮严重时，阻性电流可能接近或超过容性电流，在受潮元件温升增加的同时，非受潮元件的功率损耗和发热开始明显，甚至超过受潮元件的相应值。
（一）测量全泄漏电流。氧化锌电阻片长期承受运行电压，流过各个串联电阻片泄漏电流的总电流。
（二）测量阻性电流。
传统的金属氧化物避雷器阻性电流测量按其工作原理分为两种：容性电流补偿法和谐波分析法。
容性电流补偿法：要有效的监视电阻片地老化情况就要监视泄漏电流中的有功分量—阻性电流的变化。可利用外加容性电流将流过电阻片的泄漏电流的无功分量—容性电流平衡掉，而保留阻性电流。补偿法最大的优点是测量结果基本不受电源高次谐波的影响，精度较高。
谐波分析法：因为阻性电流的谐波量都是总电流的谐波量。因此通过测量避雷器总电流中的谐波量（主要是三次谐波的峰值），然后根据它与阻性电流峰值的函数关系间接的得到阻性电流峰值。
现在新型仪器测量金属氧化物避雷器的全电流、阻性电流峰值及有功损耗等，集中了谐波法和补偿法的优点，在一定程度上克服了补偿法和谐波法的固有缺点。
四、 带电检测判断标准及注意事项：
1）带电检测判断标准：
金属氧化物避雷器检测周期：新投运110Kv及以上三个月后带电测量一次，以后每个雷雨季节前、后测量一次。检测标准：测量运行电压下的全电流、阻性电流或功率损耗，测量值与初始值比较。不应有明显变化，当阻性电流增加一倍时，必须停电检查。当阻性电流增加到初始值的150％时，应适当缩短监测周期。一般判断标准如下：
1、厂家标准：由于每个厂家的阀片配方和装配工艺不同，所以金属氧化物避雷器的泄漏电流和阻性电流标准也不一样，测试时可以根据厂家提供的标准来进行测试。若全电流或阻性电流基波值超标，则可初步判定金属氧化物避雷器存在质量问题，然后需停电做直流试验，根据直流测试数据作出最终判断。
2、横向比较：同一厂家、同一批次的产品，金属氧化物避雷器各参数应大致相同，如果全电流或者阻性电流差别较大，即使参数不超标，金属氧化物避雷器也可能有异常。
3、纵向比较：对同一产品，在同样的环境条件下，不同时间测得的数据可以作纵向比较，发现全电流或阻性电流有明显增大趋势时，应缩短检测周期或停电作直流试验，以确保安全。
2）带电检测注意事项：
实测证明，谐波电压是从幅值和相位两个方面来影响金属氧化物避雷器阻性电流的测量值，而阻性电流基波峰值则基本不受谐波成份影响，因此现场测试判定金属氧化物避雷器的质量状况时应以阻性电流基波峰值为准。
系统电压变化对金属氧化物避雷器的泄漏电流值影响很大。因此在对金属氧化物避雷器泄漏电流进行横向或纵向比较，每次测量时，工作负责人都要详细记录母线电压。力争每次母线电压平稳时测量。
避雷器瓷套表面污秽将引起避雷器阻性电流和全电流及有功损耗普遍增大；环境温度和湿度对测量结果也有较大影响。
实测中常发生三相呈直线排列的同类型避雷器，其阻性电流和全电流有明显差异，一般情况下A项偏大，B相居中，C相偏小，这应为三相避雷器相间干扰、电容耦合所致，使得两边相避雷器底部的总电流相位发生变化，在实测中，应考虑这一因素的影响。
五、结论与建议：
金属氧化物避雷器是电力系统运行中的重要设备，对保护主设备安全以及电网的稳定有着及其重要的作用，试验实践表明：带电检测方法的推广应用，为正确掌握设备的健康状态提供了科学依据，为实施预知性检修创造了条件，为提高供电的可靠性和经济效益奠定了牢固的基础。应完全按照检测周期执行运行电压下的泄漏电流测量，与厂家标准比较，与前几次测得的数据作纵向比较，三相之间作横向比较。综合考虑电压升高、温度升高、湿度增大，污秽严重等各种因素，正确判断氧化物避雷器质量状况。在带电检测时，对发现异常的避雷器，排除各种因素后，仍存在问题，应停电做直流试验，测量直流1mA电压U1mA及0.75U1mA下的泄漏电流，综合判断。确认存在质量问题，应及时更换备件或联系制造厂处理。
参考文献：
《火力发电职业技能培训》编委会：电气试验
GB11032—2000 交流无间隙金属氧化物避雷器
DL/T 596—1996 电力设备预防性试验规程