基于多节避雷器不拆高压引线的直流高压试验装置研究

2023-12-25张晨晨朱鹏程

电工材料 2023年6期

张晨晨，夏勇，吕冰，朱鹏程

（国网安徽省电力有限公司超高压分公司，安徽合肥 230088）

0 引言

以220 kV 的氧化锌多节避雷器为例，需要对一次引线进行拆除。220 kV 的电压较高，且具有较高的感应电流，所以再进行一次高压引线拆除时，可能会造成一定的安全隐患[1]。220 kV 的避雷器一般都是处于比较高的位置，无论是外部因素还是操作人员自身的影响，都有可能导致操作人员高空跌落，发生安全事故。拆除一次引线十分复杂，可能会导致接头螺栓松动，这样就会直接导致高压引线的接线夹发热，可能会引起停电事故[2]。就目前而言，大多数的测试方法都是逐节进行，可能出现重复接线，具有较大的工作量。所以说，不拆除一次引线可以保证安全的生产，提高设备的运行效率。为了解决这个问题，以金属氧化物多节避雷器为例，在经过一系列的研究之后，发现多节避雷器可以不拆除一次引线。

1 常规拆除一次引线的试验

对220 kV 的氧化物多节避雷器进行预防性试验，在停电的状态下对设备进行检查，拆除一次高压引线。首先，测量直流电压（U1 mA），并且对75%的U1 mA 所泄露的电流上节避雷器直接测定，具体测量的示意图如图1所示。

图1 常规法试验测量示意图

在对上节进行测量时，在A 点安表，对直流的高压进行测试，且B点接地。当电流经过A点时，就会流进上节的避雷器，在B 点形成电流回路。微安表显示为1 mA 时，就可以将其作为上节避雷器的直流电压[3]。若电压降到了75%，就可以对泄露的电流进行读数。对下节避雷器进行测量时，电流经过B 点时，会接上直流高压，C 点为接地，A 点悬空。电流流入B点时，直接进入下节的避雷器，由于A点是悬空的，在试验过程中不会形成直接的电流回路，故不考虑上节避雷器的试验数据；C 点为接地点，所以B 点与C 点形成了一个全新的电流回路。当微安表的读数为1 mA 时，就能够直接得到下节避雷器的直流电压，若电压下降到75%U1 mA，泄露的电流就是微安表的读数。

2 不拆除高压一次引线的试验

2.1 安全措施

在试验之前，将设备的试验部分接地，目的是为了让其短路。接线后，拆除短路接地的线路，开始试验。试验结束后，也要将设备的试验部分短路接地，最后拆除接线。将仪器的测量端与被试品连接，连接之前，要测量线端的短路接地线，最后拆除测量线[4]。

2.2 避雷器上节试验

测量避雷器上节的直流电压和75%泄露电流的试验电路如图2 所示。测量避雷器上节时，必须要在下节与接地点间使用一节避雷器作为支撑，将其作为起始的动作电压使下节避雷器的U1 mA 大于上节的U1 mA。如果不使用避雷器当作支撑，就有可能会让下节的避雷器的直流电流下降；在电压升高时，因为氧化物多节避雷器的特性，会在一定程度上提高电压，导致回路电流急剧增加[5]。这时总回路电流大于下节避雷器回路的电流，继续升高电压至上节避雷器的U1 mA 电流，这时下节避雷器的泄露电流一般均会超过1 mA。

图2 不拆一次引线避雷器上节测量电路

加入支撑避雷器之后，会让下节避雷器的起始电压强制性提高，也就是说，上节避雷器当中的电流会低于下节避雷器的电流，且回路电流中，上节避雷器会首先到达U1 mA，电流控制试验都在可控制范围内，进一步保证了试验的准确性。若总电流减去下节避雷器的电流为1 mA，可将直流高压电压看作上节避雷器的电压，电压为75%时，泄露电流就是微安表的直接读数。

2.3 避雷器下节试验

避雷器下节电流1 mA 电压（U1 mA）以及75%的U1 mA的泄露电流测量示意图如图3所示。

图3 不拆高压引线避雷器下节试验示意图

当下节避雷器的直流U1 mA 电压，电压在75%U1 mA 时，泄露的电流是a2 的读数。在试验中应监视微安表a1。a1 的读数为I上+I下，微安表中电流值应不超出直流的输出电流额定值，当发现a1 值与输出电流的额定值接近，a2 还没有达到1mA 时，要停止试验[6]，检查接线的情况，如果没有出现异常的情况，要拆除一次引线。不拆除一次的高压引线绝缘电阻试验方法如表1所示。

表1 不拆除一次引线的避雷器绝缘试验

3 试验数据对比

通过不同的方法对220 kV 正母压变避雷器试验，对1 mA 下的交流参考电压，包括75%参考电压泄露电流主要数据如表2所示。

表2 常规不拆除一线试验结果

在75%U1 mA，不拆一次引线与常规引线的U1 mA 误差值的最大值为0.13%，对泄露电流来进行分析。不拆一次引线，常规法电流最大节的误差主要增加了2 μA，电流在15 μA 下，数据是一致的，对此，还没有达到标准的50 μA 的1/3。因此，试验所引起的误差可以忽略。在75%U1 mA 的电流/（μA）如表3所示。

表3 75%U1mA电流/（uA）试验结果

4 试验的注意事项

试验中的注意事项主要为以下5 点：①下节避雷器试验，还要考虑到上节避雷器和下节避雷器的非线性因素，因为电流的临界点不同，所以要注意回路电流，且不能超过直流电流的电流额定值[7]；②对于试验下节避雷器而言，直流发生器的总电流是上节避雷器和下节避雷器的综合，而直流发生器输出电流应大于3 mA；③环境湿度中的避雷器表面污秽，在试验之前，必须要清洁避雷器表面，空气的湿度较大，要对避雷器表面屏蔽后进行试验；④下节避雷器试验的过程中，微安表表面应屏蔽，以避免试验时外界电场的干扰，这会对试验数据造成一定的影响，产生误差；⑤受到高压引线的电晕影响，高压引线需要借助屏蔽线并减少引线的长度，还需考虑引线、被试品之间的角度。