金属氧化物避雷器高压试验技术与方法

2022-05-21侯新利

今日自动化 2022年2期

侯新利

[摘要]金属氧化物避雷器的使用受到环境污染和湿度的影响，受潮后电阻容易老化，导致温度异常升高，甚至发生爆炸。因此，应定期对金属氧化物避雷器进行预防性试验，主要探讨了金属氧化物避雷器高压试验技术和方法。

[关键词]氧化金属避雷器;高电压测试技术;电流限制

[中图分类号]TM862 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）02–00–03

Brief Analysis of High Voltage Test Technology

and Method of Metal Oxide Surge Arrester

Hou Xin-li

[Abstract]The use of metal oxide arresters is affected by environmental pollution and humidity. After being damp， the resistance is easy to age， resulting in abnormal temperature rise and even explosion. Therefore， preventive tests should be carried out on metal oxide arresters on a regular basis. This article discusses the high-voltage test techniques and methods of metal oxide arresters.

[Keywords]metal oxide arrester; high voltage test technology; current limit

作為一种质量轻、材料稳定、对电力网维护成效显著等优质特点，金属氧化物高压避雷器在供电系统运作过程中发挥了重要作用。到20世纪80时代，金属氧化物高压避雷器就得到了广泛运用。现阶段，在电网系统运作过程中，氧化剂高压避雷器已变成维护电力工程安全平稳不可或缺的重要构成部分。可是不可否认，在具体运用过程中，氢氧化物避雷器易受外部不利因素的影响，尤其是极端天气的毁坏，常导致高压避雷器表层返潮、老化，严重妨碍了电阻的工作，从而影响到供电系统的常规运作。

1 直流高压试验概述

1.1 有关条款

当前，在我国电力系统运行过程中，为确保电力运行的安全稳定运行，对输电设备的变电操作，必须按照国家有关规定进行检查和判断。根据国家有关规定，对直流基准电压的初值有明确规定，一般情况下，初始值不能超过5%;对于泄漏电流的初值，它的差别不超过30%。此外，在进行直流高压电源检测时，应考虑到环境因素的影响及高压避雷器内部构造的转变，要防止试验分析所取得的信息与现实情况有所不同。

1.2 相关影响因素

在电网运作过程中，供电系统占有着十分重要的影响力，因而，全方位、充分地掌握和理解供电系统的相关内容，可合理减少耗损，减少相关安全事故发生的概率。因为供电系统运作过程中，环境因素和内部结构系统对安全性，高效率运作有较大的影响，因此对交流电压试验全方位掌握供电系统的现实情况十分重要。测试分析过程中，准确的测试数值对于相关技术人员正确判断避雷器状态至关重要。对影响测试结果的相关因素进行科学分析，可获得确切的直流高压电源测试数据，保证检测的稳定性。其中影响因素具体有：①在选用高压避雷器插线板、高压避雷器时，在内部存有电晕放电等难题。②高压避雷器表层的洁净水平对试验结果有较大影响。若表层产生很多油渍，将影响实验数据的精确性。③高压避雷器对外界环境的依赖程度高，但因素对高压避雷器的应用也有较大影响。在特殊气温影响下，高压避雷器常发生老化、返潮等状况。④长期应用高压避雷器，如不认真维修，将导致高压避雷器的过大损失。比如高压避雷器泵壳，太多的耗损将造成泵壳破裂或裂开。

1.3 实际效果

在交流电压试验中，因为高压避雷器受到环境因素和内部构造的影响，通常造成各种难题，导致交流电压检测分析数据造成误差。所以，在应用高压避雷器时，应采用以下对策来处理相关难题，尽量避免获得有误差的数据信息：①当电弧放电状况和高压避雷器表层有污渍时，所取得的数据信息是不准确的，这将严重影响试验效果。试运行之前必须采用所有行得通的方法来处理相关难题。②当高压避雷器受潮后，参照电压显著降低，发现走电流明显扩大，这一问题较为普遍，且较易被检测到。③对避雷器而言，经常会出现由于年久失修或高损耗而引起的损坏或老化现象。若为单片式阀片，则会出现参考电压下降，泄漏电流提升的状况，特别注意的是，在这一环节中，高压避雷器是由双片泵壳串联而成，其毁坏并不必定造成试验结果的实质转变。④从高压避雷器裂开状况看来，泵壳裂开不会造成整个参照电压有非常大变化，仅因为泵壳面积的扩大，对参考电压的影响不大，对漏电流的影响很小。

2 现场直流电检测现况

高压避雷器直流电试验的信息主要是精确测量漏电电流量和直流电标准电压，MO≤750 kV;还需要精确测量1 mA下的电压U1 mA，并在泄漏电流下测量0.75 U1 mA，针对MO 500 kV，检测沟通交流电气设备500 kV设备保护性实验技术规范，测量1 mA直流电标准电压U1 mA和0.75 U1 mA。该高压避雷器的直流电试验与出厂试验不一样，出厂试验能够在清洁、干燥的条件下对每一个高压避雷器进行独立的检测，而现场不但环境状况较为复杂，并且也有加压路线的接口方式，会对测量结果造成一定的影响，导致测量不精确，乃至导致误判状况。如图1所示。

根据对原有的解析和科学研究能够看出，无论是表层泄漏或是工作压力线与试样的视角，都是会对直流电漏流造成影响。在现场对等同于和低于500 kV电压的氢氧化物高压避雷器开展当场直流电检测开展论述，而在直流测试中500 kV MOS避雷器则为了在1 mA和0.75 U1 mA下测量基准电压和0.75 U1 mA的漏电流，由于增加了测试电流，现场非测试节流的测量更为复杂，限制电流电阻对测试结果的影响也更为明显，因而增加了现场的工作量。

比如某处变电站实验金属氧化物高压避雷器的直流高压电源环节中，实验结果存有异常状况，金氧化物高压避雷器两边500 kV工作电压为500 kV，为了确保检测的精确性，在该高压避雷器上，对屏蔽电缆完成了第二次实验。经检测，可获知，相对要求的195 kV工作电压，C相的高压避雷器U1 mA值一定超过此值，U1 mA值偏差低于5%，满足相关规定。泄漏电流量0.75 U1 mA差为74%，可是泄漏电流的绝对值低于50μA，针对金属氧化物高压避雷器而言，漏流电流量低于防范范畴。DC基准工作电压也小于预留值，应不会有故障问题，但具体C相高压避雷器数值变化比较大，表明金属氧化物高压避雷器存有故障问题。维修后，查验高压避雷器内部结构，发现有裂痕、击穿现象，但未发生老化或受潮。

不管是U1 mA，还是0.75 U1 mA的外观，都符合《电力设备检修试验规程》的安全规定，但是氧化物避雷器仍然会出现裂纹和破裂。金属氧化物避雷器在现场测试时，不能只有一个原因，要针对各种干扰源采取相应的措施。

3 确认故障测试

为了更好地验证影响高电压实验的要素，高压避雷器分成发生裂开泵壳和裂开不产生泵壳2组，每一组15个泵壳。为了更好地提升检测的准确性，C组选择3个裂开泵壳，D组选择3个裂开泵壳，E组选择3个正常泵壳，对5组阀片完成直流高压电源实验。比照5组检测结果，被击穿阀片的直流基准电压变化较大，泄漏电流变化较大。所述MOS避雷器包括33个阀片，在正常阀片内也存在，导致泄漏电流和直流基准电压变化不大，与安全防范范围基本一致，但在实际情况下，该避雷器已出现严重故障。仅以U1 mA和0.75 U1 mA为根据来判断金属氧化物高压避雷器故障并不会有，应依据现场自然环境具体情况，被试高压避雷器的具体情况，实验所得的结果等做好深入分析，以分辨是不是有故障。

4 影响MOS高压避雷器直流检测数据的原因及优化

4.1 试验的关键影响因素

试验接线方法及外部检验环境的影响，及直流高压电源设施自身的影响，都会影响现场直流电检测的精确性。在精确测量金属氧化物高压避雷器直流电漏流时，对检测数据的具体影响是：高压接线对地杂散电流量，瓷套表层的漏流，试样充压端根据环境对地杂散电流量，不被试节漏电流。此外，在检测流程中，静电发生器成套设备装置一般都装有功率电阻，以避免短路故障造成电流量或检测设备被穿透而毁坏。选用功率电阻对检测数据的影响，促使直流电参照电压和泄漏电流偏大。

在500 kV金属氧化物高压避雷器现场精确测量泄漏电流下1 mA电压值，电流量相对性较大，不能忽视功率电阻损耗UR，根据UX+UR=U可知U=U中，U值较大，最后还会导致读数U1 mA值偏大;当在0.75 U1 mA下测漏电流值时，仪器设备表明该元器件输出给静电发生器的电压。假如一直选用0.75 U1 mA按键，则泄漏电流仅为0.75 U1 mA降低工作电压，而与U1 mA功率电阻对比，其压力减少数十倍，使最后的试件产生较大的电压，从而使漏电流值增大。

4.2 提高测试准确度的措施

防雷设施工作环节中配电变压器串联，下方接地装置、上方接线、过电压三个部分对路线上的配电变压器进行损耗。三部分过电压下，高压避雷器电流值与其自身特性存在一定的关联，存有一定的残压值。对接地系统的电流值选用接地装置引下线与配电变压器箱相互连接。根据接地装置引下线能够将接地系统的剩下电压与配电变压器外壳相互连接，随后选用接地系统连接消除，针对如何使引下电流值减少便是对如何使引上电流值减少。导线特性阻抗与电流量频率通过相关，若频率越高，导电性感就越强，电阻值就越大。根据U=IR能够看得出，假如希望使导线上的残留压力减少，就必须缩小导线特性阻抗，降低导线特性阻抗的可行办法是减少导线的间隔，使导线特性阻抗减少。

一种500 kV三节装金属氧化物避雷器，在测中间节漏电流时，其上、下兩端加压，当2个闭合电路均有一节并连接时，在交流电压作用下，2节漏电流相同，不能忽视对测量泄漏电流的影响。这时，必须在接地装置端精确测量漏电流。此外，当被试节漏为1 mA时，也会发生泄漏超出1 mA的状况，因而，假如情况允许，现场增设高压端相当于或超过3 mA的微安表，以对非被试节泄漏电流做好监管，以避免高走电设备的满负荷。

处理因功率电阻造成的检测偏差主要有两种方式：各节接地电阻能符合要求，并确保高压避雷器基座，并能稳定地维护直流高压电源设备内的过电流。可去除设备的输入端功率电阻，并可直接对机器设备输出高压做好检测，将阻容高压分压器与高压避雷器压力端连接，根据U1 mA的分压器读出，计算出0.75 U1 mA的数值，通过手动调整设备的压力按钮来控制设备的压力按钮。记录漏流，机器设备上0.75 U1 mA按键不能直接应用。方式1：直接除去功率电阻，在仪器设备维护健全，机器设备绝缘层可靠的情形下，是有效的;方式2：标准工作电压值和直流电漏电流都能精准测量，但需要加上高压分压器，导致现场工作量扩大。

5 结语

需要全方位了解氧化物避雷器的运用情况，交流电压检测研究是最重要的措施之一，它对确保电力工程系统优化，稳定运作有关键意义。对高压避雷器进行合理的维护，能够进一步保证供电系统的平稳发展，从而推动我国经济的发展。

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