麦屿变500 kV及220 kV避雷器均分别选用Y20W-420/1046W型和Y10W-204/532W型交流无间隙氧化锌避雷器(MOA),自投产以来曾经多次出现避雷器泄漏电流超标现象,严重时超标4~5倍。
1 避雷器泄漏电流超标情况
1.2红外测温成像仪中的表征
运维人员当日对全站避雷器进行了设备红外测温,避雷器瓷瓶中存在局部温度升高部位,尤其表现在一个或两个伞裙(瓷套表面明显发白),出线绝缘子片间也存在温度升高部位,未发现了避雷器整体温度升高和金属连接法兰等部位发热情况,排除了避雷器内部氧化锌阀片故障的可能。
1. 1避雷器泄漏电流增大
2015年7月22日,麦屿变运维人员发现全站设备放电声音明显增大,220 kV麦沙4R54线、麦番4R55线和#1主变220 kV侧等间隔避雷器三相泄漏电流严重超标达3倍左右,35 kV系统避雷器泄漏电流超标为2倍左右,500 kV系统避雷器泄漏电流超标为1.2倍左右,夜间巡视可观测到明显放电现象。针对避雷器泄漏电流异常情况采用带电检测方法,本次试验采用二次参考电压法进行测量,试验原理接线见图1,检测结果见表1。
据带电检测结果来看,麦屿变避雷器全电流、阻性电流、φ值正常,测试数据正常。
2 避雷器泄漏电流超标原因分析
2. 1泄漏电流产生的原理
氧化锌避雷器在工频运行电压下呈高阻性,但还会有微小电流通过避雷器内部的芯片和瓷瓶流入大地。流过避雷器的电流,包含有电阻性和电容性分量。正是因避雷器中氧化锌固有电阻及瓷瓶对地电容存在,导致了泄漏电流的产生。泄漏电流会随着温度的变化而变化,并受对地杂散电容的影响。
2.2泄漏电流超标对避雷器本体的危害
泄漏电流超标对避雷器的影响主要有:(1)容易造成避雷器电阻片的老化。由于氧化锌避雷器不带火花间隙,避雷器一接入电网就会在电阻元件上产生电压,电阻元件就有泄漏电流通过,使元件自身发热。工作电压越高或者工作电流越大,发热量就越大,同时,随着温度的升高,泄漏电流就越大,形成恶性循环。这些累计效应导致避雷器元件老化,最终导致避雷器内部发生热崩溃。(2)导致避雷器内部绝缘件(阀片、芯棒)和瓷套电压分布严重不均匀,可能引起内部横向放电。
2.3麦屿变全站避雷器泄漏电流超标的原因
因麦屿变地处污秽等级较高的海边且临近玉环电厂,受盐雾及电厂粉尘影响,设备外绝缘爬电现象明显,夜晚放电现象尤为严重,凭肉眼能观测到明显放电电弧。爬电本质是绝缘表面电压分布不均匀,造成局部放电现象,影响外绝缘设备爬电现象的原因主要有:外绝缘设备污秽程度、污秽化学成分、爬电距离、环境温湿度、设备所承受电压。基于现场取样的污秽度测试、化学成分分析及外绝缘爬电距离的实际测试结果,以及结合大气环境、天气状况,可以得出导致外绝缘设备表面爬电的原因主要有:(1)设备外绝缘表面污秽的等值盐密较高。海边盐雾污染严重,电导率较高是导致外绝缘设备爬电的关键因素。麦屿变靠近大海和玉环电厂,外绝缘设备表面污秽物化学成分中阳离子主要是Na+离子,阴离子中含量最高的是C1-离子,其次是So4 2-、 No3-离子。由此可见,由于靠近海岸,海边盐雾影响较大,另外硝酸盐以及硫酸盐形成主要由于附近的玉环电厂烟气排放中的N02、 SO2等气体与水分相结合形成硝酸、亚硝酸、硫酸,从而进一步生成盐类。(2)选用的避雷器不满足污区配置要求。麦屿变所处区域最新污秽等级为E1级,爬电比距要求3. 2 cm/kV以上。而麦屿变220 kV电压互感器和35 kV部分设备的实际爬电比距为3. 39 cm/kV、基本满足污区图配置要求;但220 kV氧化锌避雷器的实际爬电比距为2. 64 cm/kV,完全不满足污区图配置要求。