220 kV金屬氧化物避雷器試驗方法分析

余噸良，陳軍

（云南電力技術有限責任公司，昆明 650000）

0 前言

常見220 kV MOA 結構如圖1，一般為兩節串聯，上節頂部接高壓引線，上下節通過法蘭連接，下節底部接底座接地固定在構架上。在底座和下節底部之間通過接地引下線接入MOA監測器后接地。MOA 具有優良的非線性特性：在正常工頻電壓下呈現高電阻，相當于絕緣體，不影響被保護設備的正常運行；在承受過電壓時呈現低電阻可以限制MOA 承受的過電壓，保護設備免受過電壓的損害。

MOA 本體常見的缺陷為受潮和閥片劣化，這兩種缺陷發展到一定階段將導致MOA 失去保護作用，嚴重時甚至會引起爆炸。進行直流1mA電壓（U1mA）及0.75U1mA下的泄漏電流，可以有效的判斷是否出現本體的受潮和劣化。進行該項測試方法較多，各種方法存在不同的優缺點，現場工作人員應該根據現場情況進行選擇。

圖1 結構圖

1 常用測試方法分析

常用測試方法大致有以下三種：第一種為拆除高壓引線逐節測試；第二種為不拆除高壓引線逐節測試；第三種為不拆除高壓引線兩節同時測試。

1.1 拆除高壓引線逐節測試

根據微安表所接位置，直流耐壓可分為低壓法（微安表接于低壓側）和高壓法（微安表接于高壓側）。采用高壓法時因為絕緣表面的泄漏和高壓引線的雜散電流等會造成測量誤差，使得高壓法測量準確性不如低壓法，在可以選擇的情況下低壓法更優。

第一種測試方式均采用低壓法，具體測試過程如下圖2。測試開始前拆除MOA 高壓引線。上節測試時從上節頂部A 點處加壓，在上節底部B 點處接上微安表X 讀取電流值，當電流達到1mA時記錄電壓值為U1mA，將電壓降至0.75倍U1mA時讀取泄漏電流。下節測試時，在上節底部B 點處加壓，將MOA 接地引下線解開，在C 點處接上微安表X，其余操作同上節，進行下節測試。進行測試時電流流向如圖中虛線。

此種測試方法，測試準確，干擾少，對直流高壓發生器容量要求低，基本可以確保試驗能順利進行。但拆除MOA 高壓引線的工作需要高處作業，在現場進行此項工作所需要的人力物力較多，作業存在一定風險，頻繁的拆除高壓引線也容易引起連接螺栓的損傷。因此這種做法逐漸被淘汰。

圖2 拆除高壓引線逐節測試

圖3 不拆除高壓引線后逐節測試

1.2 不拆除高壓引線后逐節測試

具體做法如上圖3 所示，不拆引線測試時，MOA 高壓引線不拆除，將其可靠接地。MOA接地引下線解開，斷開點要有足夠的絕緣距離（若距離不夠可采用絕緣手套包裹的方法確保絕緣）。進行上節測試時在B 點加壓，采用高壓法，X 示值I1為1 mA 時記錄電壓，降至0.75倍時記錄泄漏電流。進行測試時電流如圖虛線所示，I1=I2+I3，I2為流經上節MOA 電流，I3為下節MOA 與底座串聯后的電流。下節MOA 串聯的底座起到分壓作用，導致下節MOA 所承受的電壓降低，流過的電流I3將非常小，I3相對于220 kV 避雷器加壓后期增加一千伏電壓，電流將增加數十微安，對U1mA的影響基本可以忽略不計，降至0.75 倍U1mA后，I3更小，對泄漏電流的影響也很小。因此測試結果基本和拆除引線的結果一致。下節測試時和不拆引線作法一致。相較于第一種作法，此種作法不需要拆除引線大大降低了工作量，測試結果也較為準確，第二種測試方法測得數據基本與第一種測試方法一致。

此種測試方法同時存在一些問題。第一、測試MOA 上節時，下節串聯底座承受上節的U1mA，底座所能承受的電壓并沒有進行驗證，加壓過程中底座所承受電壓存在一定可能性高于底座所能承受電壓。這也是部分底座結構不佳的MOA 采用此種方法測試時下節發生放電的原因，在某水電廠220 kV 主變高壓側MOA 的測試中就多次發生底座放電導致測試失敗的情況，底座絕緣測試為56.3 GΩ，但其底座太薄，加壓過程中其有一定機率對地放電。對于底座絕緣過低的MOA 也不能采用此種測試方法，底座絕緣過低時I3在I1中所占比例過高，并不能反應MOA 上節的實際情況。第二、測試MOA下節時，相當于同時對上下兩節同時加壓，若上節導通電壓較低，可能會導致I3未達到1 mA時，I1超出設備容量引起測試失敗。因此此種測試方法對設備容量提出了一些要求，不能保證一定成功。

1.3 不拆除高壓引線同時測試

針對于第二種作法存在的問題，出現了兩節同時測量的作法。具體測試如圖4。測試方法與不拆高壓引線分節測試的下節測試相似。微安表X-Y 的結果為1 mA 時，記錄電壓為上節直流1 mA 參考電壓U上，微安表Y 示數為1 mA時，記錄電壓為下節直流1 mA 參考電壓U上。然后依次降壓為兩個電壓的0.75 倍，U上降到0.75 倍時，泄漏電流為X-Y 的結果。U下降到0.75倍時，微安表Y 示值為下節泄漏電流。

圖4 不拆除高壓引線同時測試

表1 測試方法優缺點比較

從電流分析，這種作法比第二種作法更加準確，第二種作法測量上節時，下節依然存在少量泄漏電流，但這種測試方法完全避免了它的干擾。相較于第二種作法，也不存在底座能否耐受所分電壓的問題。但現有試驗設備并不具備自動計算X-Y 的能力，只能通過人工計算。由于MOA 處于導通狀態，電壓的很小變化都會導致微安表示數的較大變化，導致找到X-Y 為1mA 的工作耗費時間比較長，而此時直流高壓發生器處于高電壓大電流（相對于容量），過長時間處于此種狀態，對試驗設備的損害較大。且現有設備具備0.75 倍U1mA按鍵，正常情況下，加壓至U1mA按該鍵可以直接降到所需電壓讀取泄漏電流。而采用此種測試方法只能慢慢降壓，耗費時間過長。在現有條件下，此種測試方法優勢并不明顯。現在所生產新型號直流高壓發生器（如蘇州華電所生產的ZGS-Z250）已經具備電流的傳輸功能，泄漏電流可以直接在操作屏讀取，只需要增加微安表的傳輸通道以及在軟件上做出改進，就可有效解決此測試方法的缺點。

2 結束語

針對目前現場比較常見的三種測試作法進行分析情況如表1。第一種作法在處于逐漸被淘汰的階段，第二種作法存在一些問題，但是目前最佳選擇，第三種作法在直流高壓發生器作出改進后，將優于前面兩種測試方法，會成為未來的發展方向。

現場工作人員要了解每一種測試方法的原理及優缺點，根據現場實際情況考慮，選取合適的作法進行測量，如當采用第二種測試方法時底座放電，拆除引線難度大，就可考慮第三種測試方法，即使現階段此種測試方法優勢并不明顯，存在加壓時間過長的問題，但是可以有限的解決此種困境。合理選取測試方法以確保付出最少的人力物力盡可能安全準確的了解MOA 的實際情況。