避雷器帶電測試專用試驗(yàn)桿的研制

朱子龍 黃啟泰

（廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東 珠海519000）

0 引言

目前，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一類避雷器稱為金屬氧化鋅避雷器，主要組成為疊加的氧化鋅閥片。此閥片要長期承受運(yùn)行電壓的作用，因而不斷有泄漏電流流過，如果金屬氧化鋅避雷器在運(yùn)行中發(fā)生劣化，通過氧化鋅閥片的泄漏電流就會增大，使得金屬氧化鋅避雷器發(fā)熱嚴(yán)重，最終導(dǎo)致其熱崩潰而發(fā)生設(shè)備事故［1－2］。所以在實(shí)際工作中，可通過避雷器帶電測試儀器測試運(yùn)行中通過金屬氧化鋅避雷器的泄漏電流來判斷其運(yùn)行狀況。然而，在進(jìn)行此項(xiàng)工作時，存在2個比較突出的問題：（1）接線繁瑣，測試效率較低；（2）帶電接線有人身觸電風(fēng)險。因此，珠海供電局高壓二班研制了避雷器帶電測試專用試驗(yàn)桿來避免這2個問題。

1 避雷器帶電測試專用試驗(yàn)桿

針對測試效率低及人身觸電風(fēng)險2個問題，珠海供電局高壓二班研制了避雷器帶電測試專用試驗(yàn)桿，該試驗(yàn)桿是基于驗(yàn)電筆絕緣桿加工改造而成，其特點(diǎn)是：輕便，對測試數(shù)據(jù)基本無影響，實(shí)現(xiàn)以試驗(yàn)桿代替人手來進(jìn)行接拆線的工作，避免梯子的使用及搬運(yùn)，降低人身觸電、高空墜落風(fēng)險。

1.1 試驗(yàn)桿前端結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1.1 前端結(jié)構(gòu)材料選擇

試驗(yàn)桿前端結(jié)構(gòu)主要作為中間媒質(zhì)用于測試引線與避雷器測試接點(diǎn)之間的電氣連接，所以必須使用可導(dǎo)電的金屬材料，常見的金屬材料有鐵、銅、鋁、鋁合金等，現(xiàn)統(tǒng)計了這4種常見金屬的相關(guān)特性，如表1所示。

表1 常見金屬材料特性

從實(shí)用性出發(fā)，綜合考慮材料導(dǎo)電率、耐腐蝕特性、密度、硬度等多個方面的因素，最終選擇鋁合金作為前端結(jié)構(gòu)的制造材料。

1.1.2 前端結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計

經(jīng)分析論證，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，最終確定試驗(yàn)桿前端結(jié)構(gòu)形狀及具體尺寸如圖1所示（圖中數(shù)值單位：cm）。

主要尺寸的選擇依據(jù)如下：

FG段長度：為內(nèi)鉤的深度，放電計數(shù)器上端引線的寬度一般為1cm左右，為達(dá)到勾取的效果，內(nèi)鉤的深度必須大于此數(shù)值，但是內(nèi)鉤的深度不能太大，否則在掛接引線的時候需要將試驗(yàn)桿伸得較高，一方面縮小了安全距離，另外一方面也增加了試驗(yàn)引線取下的難度。結(jié)合實(shí)際的測試情況，最終設(shè)計此數(shù)值為2cm。

圖1 前端結(jié)構(gòu)最終設(shè)計圖

EF段長度：為內(nèi)鉤的寬度，此段的設(shè)計也主要從測試桿前端鉤鋸結(jié)構(gòu)掛取的實(shí)際需求方面考慮。此寬度不能太窄，必須大于放電計數(shù)器上端引線高度且留有裕度，否則掛取的時候會非常困難；也不能太寬，否則會造成前端結(jié)構(gòu)體積過大，浪費(fèi)材料，也加大了整套試驗(yàn)桿的重量，不利于試驗(yàn)桿的使用。考慮上述兩方面因素，通過實(shí)際的測試，最終設(shè)計此數(shù)值為4.5cm。

BC段長度：為前端結(jié)構(gòu)與絕緣桿連接處（C點(diǎn)）到前端結(jié)構(gòu)最高處（B點(diǎn)）的長度，此處尺寸主要從安全距離方面考慮。試驗(yàn)桿整體長度＝絕緣桿長度＋BC段長度，試驗(yàn)桿長度最長允許為120cm，所用絕緣桿本身長度為100cm，則BC段允許最大長度為120－100＝20cm。從方便使用及節(jié)約材料的角度考慮，最終確定BC段長度為4.8cm。

1.2 絕緣桿長度選擇

在絕緣桿長度的選擇方面，統(tǒng)計了各個電壓等級避雷器放電計數(shù)器離地高度（在珠海地區(qū)，僅表2中3個電壓等級需做避雷器帶電測試工作）、高壓一次引線離地高度、驗(yàn)電器絕緣桿長度，從安全性及實(shí)用性的角度對絕緣桿的長度進(jìn)行了選擇，如表2所示。

表2 避雷器放電計數(shù)器及一次引線離地高度統(tǒng)計表

避雷器放電計數(shù)器上端引線即帶電測試時避雷器本體的測試接點(diǎn)，從表2中可看出，上述3種電壓等級的放電計數(shù)器離地高度一致，即不同電壓等級下避雷器本體測試接點(diǎn)高度相同；同樣從表2可以看出，高壓一次引線離地高度距離最近的為110kV電壓等級，在測試接點(diǎn)離地高度一致的情況下，若能與離地距離最近的高壓一次引線保持足夠的安全距離，則其余離地距離較遠(yuǎn)的高壓一次引線安全距離同樣可得以滿足，所以最終選擇110kV驗(yàn)電筆單節(jié)絕緣桿用于試驗(yàn)桿的制作。

2 試驗(yàn)桿安全性及使用效果

首先對試驗(yàn)桿進(jìn)行了安全性現(xiàn)場驗(yàn)收，試驗(yàn)人員手臂伸長后總高度為2.1m（珠海供電局高壓試驗(yàn)人員最高總高度），在使用試驗(yàn)桿后，試驗(yàn)桿前端結(jié)構(gòu)仍位于避雷器本身的金屬法蘭之下（避雷器本身金屬法蘭一定在高壓一次引線放電范圍之外，否則在正常運(yùn)行時可能會造成一次引線對其放電），安全性驗(yàn)收通過。

接著對試驗(yàn)桿進(jìn)行了測試效果的驗(yàn)收，主要是驗(yàn)收試驗(yàn)桿使用后試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)較大誤差，同時使用試驗(yàn)桿及人手工接拆線2種方式對多組避雷器進(jìn)行測試。現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，試驗(yàn)桿的使用對試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本無影響。任意選取其中3組數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)量較多，無法一一列出），如表3所示。

表3 手工接拆線及使用試驗(yàn)桿后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

從表3可以看出，使用試驗(yàn)桿后對試驗(yàn)結(jié)果基本無影響，測試效果驗(yàn)收通過。

繼續(xù)對試驗(yàn)桿的使用效果進(jìn)行驗(yàn)收，主要驗(yàn)收項(xiàng)目為試驗(yàn)桿使用前后所需的時間。現(xiàn)場統(tǒng)計如表4所示。

表4 避雷器帶電測試各流程所需時間

從表4可以明顯看出，使用新工具后，測試單組避雷器（單組避雷器包括A／B／C三相）時間從9min降至4min，縮短了55.6%的測試時間。

3 結(jié)語

本文所研制的避雷器帶電測試專用試驗(yàn)桿基于110kV驗(yàn)電筆單節(jié)絕緣桿改造，其材料來源簡單且加工容易，成功地解決了避雷器帶電測試過程中出現(xiàn)的測試效率低及人身觸電風(fēng)險2個問題。同時，在基本不影響測量數(shù)據(jù)的情況下，使測試過程簡單化，為試驗(yàn)人員能夠在一天內(nèi)測試多個變電站避雷器提供了一種新的途徑。

［1］嚴(yán)玉婷，黃煒昭，江健武，等.避雷器帶電測試的原理及儀器比較和現(xiàn)場事故缺陷分析［J］.電瓷避雷器，2011（2）

［2］羅容波，王巖，李國偉.帶電檢測技術(shù)在避雷器狀態(tài)診斷中的成功應(yīng)用［J］.電瓷避雷器，2011（6）