Search


Типовые неисправности ограничителей перенапряжений, анализ причин и принципы устранения

Изучите типичные неисправности ограничителей перенапряжений, их причины и принципы устранения — практическое руководство по надежной защите от перенапряжений.

Rockwill
Поле: Производство
10Year<
China
Добавить нас в Google
Настоящий документ в первую очередь посвящен распространенным оксидно-цинковым ограничителям перенапряжений (ОПН), а также охватывает типичные характеристики неисправностей вентильных и искровых ограничителей.
Характеристики неисправностей, перечень испытаний и критерии оценки могут различаться в зависимости от конструктивных типов, классов напряжения и производителей. На практике следует руководствоваться технической документацией на оборудование, местными эксплуатационными инструкциями и соответствующими стандартами.

Уведомление о технике безопасности: Настоящий документ предназначен исключительно для ознакомления и использования в качестве справочного материала при эксплуатации и техническом обслуживании и не является инструкцией по эксплуатации на объекте. При выполнении работ по снятию напряжения, изоляции оборудования, техническому обслуживанию, испытаниям или устранению неисправностей необходимо строго соблюдать местные процедуры, меры безопасности и процессы согласования ответственного подразделения.

iee-business

Ограничители перенапряжений

1. Аномальный ток утечки

Ток утечки является основным показателем, отражающим состояние внутренних варисторных дисков. В нормальном режиме работы ограничитель пропускает лишь ток утечки микроамперного уровня на промышленной частоте. Аномальные изменения тока утечки часто свидетельствуют о внутренних дефектах.

Проявления неисправностей

  • Онлайн-монитор фиксирует аномальное увеличение, зашкаливание, снижение или нулевые показания тока утечки
  • Несимметрия значений по трем фазам или выдача монитором аварийного сигнала о превышении допустимых пределов данных

Возможные причины

  • Сильное загрязнение внешней изоляции, вызывающее увеличение тока поверхностной утечки
  • Старение внутренних варисторных дисков, ухудшение нелинейных характеристик, увеличение потерь мощности
  • Нарушение герметичности, приводящее к проникновению влаги внутрь и снижению изоляционных характеристик
  • Перекос экранирующего кольца, вызывающий изменение эквивалентной емкости и увеличение емкостного тока
  • Неисправность контрольно-измерительного прибора, короткое замыкание экранирующего провода или обрыв соединительного провода
  • Ухудшение изоляции основания, вызывающее аномалии в распределении токов

Методы диагностики

  • Перекрестная проверка с помощью токоизмерительных клещей для исключения неисправности прибора
  • Использование специализированного тестера для измерения полного тока и активного тока; сравнение отклонений по трем фазам и изменений относительно предыдущих значений
  • Совместно с инфракрасной тепловизионной съемкой для комплексного анализа распределения теплового поля и температурного тренда
  • Проверка работы счетчика срабатываний для определения фактов аномальных срабатываний

Критерии и принципы устранения

Критерии тока утечки классифицируются по трем уровням серьезности с соответствующими требованиями по устранению:

Предупреждение об аномалии (требуется внимание при возникновении любого из условий):

  • Изменение данных онлайн-мониторинга превышает 10%
  • Внезапное изменение полного тока превышает 20% от начального значения
  • Несимметрия тока утечки по трем фазам превышает 15%

→ Действия: Усилить мониторинг, сократить интервал обходов, при необходимости организовать испытания с отключением

Серьезный дефект:

  • Показания тока утечки превышают 1,2× начального значения
  • Активная составляющая тока превышает 30% (конкретные критерии согласно технической документации на оборудование и Техническим спецификациям инспекции электрооборудования под напряжением)

→ Действия: Зарегистрировать как серьезный дефект, доложить диспетчерской службе и службе технического обслуживания, в кратчайшие сроки организовать осмотр с отключением

Критический дефект:

  • Показатель тока утечки превышает начальное значение в 1,4 раза

→ Действие: Немедленно сообщить диспетчеру, подать заявку на вывод в ремонт

Критерии абсолютных значений (для испытаний с отключением):

  • При 0,75-кратном опорном напряжении постоянного тока: полный ток < 1 мА, активная составляющая ≤ 30%

Другие требования к обработке:

  • Нулевые показания: слегка постучать по прибору, чтобы проверить, не заело ли его; если не восстанавливается, зарегистрировать дефект и заменить устройство мониторинга
  • Конкретные критерии должны соответствовать технической документации оборудования, местным эксплуатационным процедурам и соответствующим стандартам

2. Аномальный нагрев корпуса

При нормальной работе нагрев разрядника минимален. При старении или увлажнении внутренних вентильных резисторов потери мощности значительно возрастают, что проявляется в виде аномального повышения температуры.

Проявления неисправностей

  • Общий или локальный перегрев; горячие точки обычно расположены в верхней части с неравномерным распределением
  • Многоколонковые разрядники демонстрируют аномальный градиент температуры сверху вниз

Возможные причины

  • Старение внутренних вентильных резисторов → ухудшение нелинейных характеристик, увеличение потерь мощности, неравномерное распределение напряжения
  • Проникновение влаги внутрь → увеличение тока поверхностной утечки → дополнительный нагрев

Методы диагностики

  • Периодический контроль с помощью инфракрасного тепловизора; предпочтительны стабильные условия окружающей среды без сильного влияния солнечного излучения
  • Сопоставление с историческими термограммами и сравнение с аналогичным оборудованием
  • Не следует судить о внутренних дефектах только по результатам одного инфракрасного контроля; необходимо сочетать с испытаниями с отключением для комплексной оценки

Критерии и принципы устранения

Критерии инфракрасного контроля по трем уровням серьезности:

Общий дефект:

  • Разность температур > 0,5 К
    → Действие: Зарегистрировать дефект, усилить контроль

Серьезный дефект:

  • Разность температур > 1 К
  • Межфазная разность температур > 1 К (оценивается как внутренняя аномалия)
  • Относительная разность температур по данным инфракрасного контроля ΔTmax ≥ 30%
    → Действие: Зарегистрировать серьезный дефект, сообщить диспетчеру и в службу технического обслуживания, организовать осмотр с отключением в кратчайшие сроки

Критический дефект:

  • Локальный перегрев > 5 °C выше температуры окружающей среды
  • Разность температур с окружающим оборудованием > 10 °C
    → Действие: Немедленная разборка для осмотра; немедленно сообщить диспетчеру, подать заявку на вывод в ремонт

Другие требования к обработке:

  • Немедленно сообщить об аномальном нагреве диспетчеру и в службу технического обслуживания; при необходимости подать заявку на осмотр с отключением
  • Соблюдать достаточное безопасное расстояние при приближении к разряднику; отдавать приоритет дистанционному инфракрасному наблюдению
  • Цикл инфракрасного контроля согласно местным эксплуатационным процедурам и техническим спецификациям инфракрасного контроля

3. Дефекты внешней изоляции и внешнего вида

iee-business

Внешняя изоляция является первой линией защиты от воздействия окружающей среды; повреждения напрямую влияют на безопасную эксплуатацию.

Проявления неисправностей

  • Фарфоровый или композитный корпус: трещины, изломы, повреждения, отсутствие ребер, следы электрической эрозии
  • Поверхность внешней изоляции: следы разрядов, искрение, видимые в темноте разряды
  • Ребра из силиконовой резины: повреждения, деформация, трещины старения
  • Явления перекрытия из-за загрязнения или обледенения

Возможные причины

  • Суровые погодные условия (молнии, град, гололед), вызывающие механические повреждения
  • Сильное загрязнение поверхности → неравномерное распределение напряжения → локальные разряды
  • Образование льда или сосулек, замыкающих изоляцию → снижение прочности изоляции

Принципы устранения неисправностей

Классификация по степени тяжести трещин:

  • Незначительные трещины, без разрядов: зарегистрировать дефект, усилить патрульный контроль
  • Крупные трещины или наличие разрядов: немедленно сообщить диспетчеру, запросить отключение и замену
  • Трещины, обнаруженные во время грозы: по возможности поддерживать эксплуатацию; устранить после окончания грозы

Другие требования:

  • Если замена невозможна немедленно: нанести краску или эпоксидную смолу в качестве временного влагозащитного барьера на трещины
  • Своевременно очищать загрязнения поверхности; сильное перекрытие → запросить отключение для устранения
  • Специальный патрульный осмотр после гололеда: проверить обледенение внешней изоляции и замыкание сосульками
  • Соблюдать безопасное расстояние во время патрулирования

4. Взрыв или разрушение разрядника

Наиболее тяжелая форма неисправности; часто сопровождается срабатыванием системной защиты; требует аварийного устранения.

Проявления неисправностей

  • Взрыв корпуса разрядника, дым, пожар
  • Система мониторинга выдает сигналы срабатывания защиты, отключения выключателя
  • Внешняя изоляция соседнего оборудования возможно повреждена

Возможные причины

  • Однофазное замыкание на землю в системе с изолированной нейтралью → напряжение исправных фаз повышается до линейного на длительный период → длительное перенапряжение на разряднике → тепловой пробой
  • Феррорезонансное перенапряжение в системе → разряд в разряднике выжигает внутренние элементы
  • Плохое гашение искрового промежутка → повторное зажигание после срабатывания выжигает вентильные диски
  • Плохая герметизация → попадание влаги внутрь → ухудшение электрических характеристик → тепловой пробой

Принципы устранения неисправностей

  • Зафиксировать сигналы тревоги системы мониторинга и срабатывания защиты; осмотреть повреждения оборудования на месте
  • Вызвано устойчивое замыкание на землю: запрещено использовать разъединитель для отключения неисправного разрядника
  • Устойчивое замыкание на землю отсутствует: после грозы разомкнуть разъединитель поврежденной фазы для снятия и замены
  • Разрушительный взрыв: также осмотреть повреждения внешней изоляции соседнего оборудования
  • Все операции выполняются по указанию диспетчера; несанкционированные операции запрещены

5. Проникновение влаги внутрь

Нарушение герметизации является основной причиной попадания влаги внутрь; после проникновения влаги изоляционные свойства и электрические характеристики значительно ухудшаются.

Проявления неисправностей

  • Значительное снижение сопротивления изоляции
  • Снижение напряжения разряда промышленной частоты
  • Значительное увеличение тока проводимости или его существенный рост по сравнению с предыдущими показаниями
  • Увеличение коэффициента диэлектрических потерь tanδ (должен быть < 0,05)
  • При разборке: изоляция сердечника состарилась до коричнево-желтого цвета, масляные отложения; глазурь на стороне вентильного диска стала матовой, потеряла блеск

Возможные причины

  • Ослабление верхних затяжных гаек, старение/растрескивание уплотнительной прокладки
  • Трещины или раковины в фарфоровом корпусе
  • Ненадежная приварка нижнего испытательного отверстия
  • Неэффективность герметика фланцевого соединения
  • Скопление воды у основания → проникновение влаги

Принципы устранения неисправностей

  • Заменить старые уплотнительные прокладки; убедиться в правильной установке уплотнительной конструкции при повторной сборке
  • Надежно заварить нижние уплотнительные отверстия; загерметизировать трещины в фарфоре
  • Добавить дренажные отверстия при скоплении воды у основания
  • Использовать высококачественный водостойкий герметик
  • Провести тестирование изоляции после ремонта для подтверждения соответствия характеристик стандарту

iee-business

6. Неисправности заземления и соединений

Надежность системы заземления напрямую влияет на эффективность защиты разрядника и безопасность персонала.

Проявления неисправностей

  • Заземляющий спуск: коррозия, излом, ослабление, отсоединение
  • Соединения выводов: ослабление, нагрев, изменение цвета
  • Спуск: обрыв проволок, чрезмерное натяжение или провисание
  • Экранирующее кольцо: смещение, деформация, коррозия, следы разрядов

Принципы устранения неисправностей

  • Точки соединения: использовать сварку или опрессовку; избегать обмотки/скрутки
  • Длина нахлеста заземляющего проводника: 2× ширина плоской стали или 6× диаметр круглой стали
  • Заземляющая клемма к заземляющей клемме защищаемого оборудования: короткое, прямое соединение → стержневой заземлитель и сетка
  • Разрядник к главной заземляющей сети: максимально короткий спуск; установить сосредоточенный заземлитель поблизости
  • Квалификация сопротивления заземления в соответствии с соответствующими техническими спецификациями и местными процедурами (варьируется в зависимости от уровня напряжения, типа оборудования, условий подстанции)
  • Немедленно сообщать диспетчеру об обрыве/отсоединении проводников; устранять в соответствии с процедурами

iee-business

7. Внутренние посторонние шумы

Разрядники не должны издавать посторонних шумов при нормальном напряжении промышленной частоты; любой посторонний шум указывает на возможный серьезный внутренний дефект.

Проявления неисправностей

  • Аномальные внутренние шумы, звуки разряда или нерегулярные звуки
  • Аномальный запах или запах гари от оборудования

Возможные причины

  • Повреждение внутренних компонентов, пробой клапанного диска или внутренний разряд

Принципы действий

  • Немедленно сообщить диспетчеру; вывести из эксплуатации в соответствии с процедурами; уведомить службу технического обслуживания
  • При напряжении промышленной частоты внутри разрядника не должно быть аномальных звуков; их появление указывает на возможное повреждение; принцип: дальнейшая эксплуатация недопустима
  • Категорически запрещается несанкционированное приближение для осмотра

8. Требования к профилактическому обслуживанию

Патрульный осмотр

Тип осмотра Основное содержание
Плановый осмотр Проверка выводов, соединений, выравнивающих колец, фарфоровой изоляции, уплотнений, заземляющих спусков, устройств контроля, счетчиков срабатываний
Специальный осмотр после грозы Проверка записей счетчиков срабатываний, следов поверхностного разряда/перекрытия, соединений выводов
После сильного ветра/песчаной бури Проверка соединений выводов, раскачивания вертикального разрядника
Туман/дымка Особое внимание к загрязнению фарфоровой изоляции и коронному разряду
Обледенение Проверка обледенения внешней изоляции и перекрытия сосульками
Сильный снегопад Своевременная очистка выводов от скопления снега и сосулек

Критерии аномалий счетчика разрядов:

  • Срабатывание без перенапряжения в системе: проверить системные записи, определить, было ли срабатывание ложным
  • Частые срабатывания: проверить, не получило ли ограничитель перенапряжений устойчивых повреждений
  • Полное отсутствие срабатываний: проверить, не заклинило ли и не поврежден ли счетчик
  • Внутренняя часть счетчика обгорела/почернела: зарегистрировать дефект, заменить счетчик, проверить состояние ограничителя перенапряжений

УФ-контроль:

  • УФ-камера обнаруживает частичные разряды на поверхности внешней изоляции; наилучшие результаты достигаются ночью или в темной среде
  • Обнаружен аномальный разряд: сочетать с инфракрасным контролем и испытаниями в отключенном состоянии для комплексной оценки

Профилактические испытания

Параметр испытания Применимый тип Критерии
Сопротивление изоляции Ограничители перенапряжения ≥ 35 кВ Общее: < 2500 МОм = ненормально; коэффициент абсорбции K = R60с/R15с < 1,3 = ненормально. Тип DFS и другие со специальными требованиями: согласно технической документации оборудования
Ток утечки Тип FZ Ток проводимости > 0,6 мА или значительное увеличение по сравнению с предыдущим = ненормально
Ток утечки Другие типы Согласно технической документации оборудования и методикам испытаний
Опорное напряжение ≥ 110 кВ Снижение > 10% по сравнению с начальным/указанным значением; при подтвержденном старении → рекомендуется вывод из эксплуатации
Отклонение опорного напряжения постоянного тока Все типы Отклонение в пределах ±5%
Опорное напряжение Все типы Опорные напряжения промышленной частоты и постоянного тока согласно техническим условиям на продукцию; допустимое отклонение от измеренных значений изготовителя согласно соответствующим стандартам
Коэффициент диэлектрических потерь Все типы tanδ < 0,05; значительно увеличивается при увлажнении
Цикл испытаний Все типы Согласно эксплуатационным процедурам на объекте и методикам профилактических испытаний

Инфракрасный контроль

Уровень напряжения Периодичность контроля
Все уровни напряжения В соответствии с местными эксплуатационными процедурами и техническими регламентами инфракрасного контроля
Вновь установленное оборудование и после повторного включения под напряжение после капитального ремонта класса А/В В соответствии с соответствующими регламентами в установленные сроки для проведения точных измерений
Примечания по обнаружению:
  • Обнаружение желательно проводить в ясные ночи; избегать помех от солнечного отражения
  • Анализ данных: продольное сравнение — сравнение тенденций температурных карт одного и того же оборудования за разные периоды
  • Не судите о внутренних дефектах только по одному результату инфракрасной диагностики; комбинируйте с испытаниями в отключенном состоянии для комплексной оценки

iee-business

9. Базовый алгоритм оценки неисправностей

При обнаружении отклонений сначала оцените, угрожает ли это безопасности:

  • Угроза безопасности (например, взрыв, пожар, звук внутреннего разряда, ток утечки > 1,4×): Немедленно сообщить диспетчеру, принять меры по выводу из эксплуатации
  • Угрозы безопасности нет: Зафиксировать явление → Перекрестная проверка данных мониторинга → Визуальный осмотр → Инфракрасная диагностика → При необходимости испытания в отключенном состоянии → Регистрация и обработка в соответствии с уровнем дефекта (Общий / Серьезный / Критический)
Отредактировано:Noah
Оставить чаевые и поощрить автора

Комментарии

Поделитесь вопросом или мнением
WhatsApp
Запрос
+86
Нажмите для загрузки файла
Загрузить
Получить приложение IEE Business
Используйте приложение IEE-Business для поиска оборудования получения решений связи с экспертами и участия в отраслевом сотрудничестве в любое время и в любом месте полностью поддерживая развитие ваших энергетических проектов и бизнеса
Вход
или продолжить с
Новый пользователь?
Регистрация