不拆引线氧化锌避雷器试验的新探讨

刘康康，宗浩杰

（国网江西省电力有限公司九江供电分公司，江西 九江 332000）

0 引言

氧化锌避雷器（下文均简称MOA）是电力系统重要的一次设备，其主要用于保护电气设备免受雷电侵入波过电压及操作过电压对一次设备的绝缘破坏[1]；MOA的预防性试验主要对绝缘电阻、直流泄漏电流及1 mA电压U1mA、放电计数器校验进行试验，其中直流泄漏试验是MOA性能的重要参照。

传统MOA预防性试验需对设备一次引线进行拆除，220 kV MOA通常为上下两节结构，安装位置较高，且MOA一般安装于线路侧，拆除后的引线易飘动，此外220 kV高压厂区感应电较强，间隔之间相距较近，引线拆除势必带来危险性高、工作强度大、作业时间长的弊端[2]。

后期有众多学者提出不拆引线的MOA预防性试验方法，通过在避雷器上下节中间进行加压的方式分别对上节、下节进行试验[3]。为限制对上节避雷器进行直流试验时下节避雷器过压发生放电或爬电现象[4]，众多文献提出在下节串接小避雷器或电阻进行分压。在实际作业时我们发现，若需保证串接电阻R后上节U1mA>下节U1mA电压，则R不能太小；同时R需起分压作用，则不能太大，在R的取值上较为困难，因此采用串接小避雷器进行分压效果优于电阻，但串接小避雷器操作较电阻繁琐，安全性不佳[5]；若能对R的取值进行研究比较，以选出最佳取值使MOA在不拆引线情况下达到最佳精度，串接电阻的方法将优于小避雷器。但目前文献资料鲜有对串接电阻R选择进行研究比较，文中拟从理论分析及实践操作入手，分析串接不同电阻R对安全性、试验精度的影响，从而提出在尽量保证不产生放电或爬电的情况下串接电阻的最优值。

1 不拆引线的MOA直流试验

1.1 安全措施

1）试验过程应排除外界干扰防止影响试验数据，因此需将高压引线、微安表分别进行屏蔽，且屏蔽线应引入微安表屏蔽回路，同时尽可能将高压引线、被试品垂直布置。遇到周围环境湿度较大或避雷器污秽严重等情况，应对MOA进行清洁后再进行试验，必要时需对MOA表面进行屏蔽处理。

2）试验前应保证试验规范，检查MOA接地刀闸是否可靠接地。

3）在避雷器上下节中间进行加压时，流过直流高压发生器的电流为上下节电流之和，因此应选择输出电流大于3 mA的直流发生器，且试验时应保证试验电流不超过直流高压发生器的额定电流。

4）在对直流泄露电流进行试验时，若单节微安表超过1 mA或发现下节明显放电声应立即停止试验。

1.2 试验方法

理论上220 kV MOA上下节参数基本一致，上节U1mA电压略大于下节U1mA电压，但实际上往往存在偏差，通常情况下上、下节差值最大可达2.5 kV，文中针对上节U1mA>下节U1mA电压情况进行分析。不拆线试验需分别对上节、下节进行试验，无需改变试验接线，接线图如图1所示。

图1 MOA不拆引线试验接线示意图

1）对下节进行测量时，直流高压发生器通过MOA上节底部进行加压，由于上节U1mA>下节U1mA，下节电流将优先于上节达到1 mA，上、下节耐受电压均在运行电压范围内，回路总电流不超过2 mA，常规仪器可以满足试验要求，此时C点无需安装小避雷器进行分压，当A2电流表达到1 mA即可读取U1mA及0.75U1mA时的电流值，A1表读数只做辅助观察作用。

2）对上节进行测量时，MOA上节引线不拆除，而是通过接地刀闸直接接地。此时无需改变接线，直流高压发生器依然通过MOA上节底部进行加压，文中采用不拆除放电计数器连接线方式（拆除放电计数器从而依靠底座绝缘进行分压对底座要求较高，实际现场不一定能满足要求），即MOA下节依然进行金属性接地，此时上节电流I1=I－I2，下节电流将先于上节达到1 mA。由于MOA具有非线性电阻性质，如图2所示。

图2 MOA非线性伏安特性图

当MOA电流超过1 mA时，MOA的泄漏电流将急剧上升，当上节电流达到1 mA时，下节极易发生间隙放电或爬电现象，为保证下节耐受电压及电流不超出试验范围，需在C点处串接小避雷器或电阻进行分压，从而保证当上节电流达到1mA时下节电流仍在试验范围内。

2 串接电阻R的选取

串接电阻R的主要作用为对MOA上节进行测量时对MOA下节进行分压、分流，一方面保证下节不产生间隙放电或爬电现象，另一方面保证总电流I不超出直流高压发生器额定电流（额定电流约为2~3 mA）。

根据实际经验，针对大量220 kV MOA进行数据收集表明，220 kV MOA上节与下节电压差值大多不超过2.5 kV，仅有极个别MOA上节U1mA与下节U1mA差值超过10 kV，若需保证串接电阻R后上节U1mA>下节U1mA，则当下节I2达到1 mA时串接电阻应满足R≥（上节U1mA－下节U1mA）/I2，即R≥2.5 MΩ；此外，MOA绝缘底座电阻一般大于1 000 MΩ，其耐受电压可达10 kV，R需与底座绝缘同时限制C点分压，若R太大，MOA下节泄漏电流未达到1 mA时C点便发生放电或爬电现象，根据以上分析，文中对不同串接电阻值进行试验，以拆除引线法为参考，分析不同串接电阻值的效果，试验数据如表1、表2所示。

表1 不同R取值的不拆引线试验数据表

表2 不同R取值的不拆引线泄漏电流数据表

3 结语

通过试验结果可知，不拆引线法MOA直流试验结果与拆除引线法基本一致，证明不拆引线法的实际操作可行性。同时，当R取值大于15 MΩ时可以保证上节U1mA>下节U1mA，当R取值位于15 MΩ左右时，上节U1mA与下节U1mA接近，避雷器电流均位于饱和区附近，此时电压稍有升高，I1、I2将急剧增加，因此R取值应大于15 MΩ；通过表1、表2可知，当电阻取值为30 MΩ时，I2达到33 μA时C点便发生放电现象，由此可见电阻R取值区在20~25 MΩ满足试验要求。