不拆引線氧化鋅避雷器試驗的新探討

劉康康，宗浩杰

（國網江西省電力有限公司九江供電分公司，江西 九江 332000）

0 引言

氧化鋅避雷器（下文均簡稱MOA）是電力系統重要的一次設備，其主要用于保護電氣設備免受雷電侵入波過電壓及操作過電壓對一次設備的絕緣破壞[1]；MOA的預防性試驗主要對絕緣電阻、直流泄漏電流及1 mA電壓U1mA、放電計數器校驗進行試驗，其中直流泄漏試驗是MOA性能的重要參照。

傳統MOA預防性試驗需對設備一次引線進行拆除，220 kV MOA通常為上下兩節結構，安裝位置較高，且MOA一般安裝于線路側，拆除后的引線易飄動，此外220 kV高壓廠區感應電較強，間隔之間相距較近，引線拆除勢必帶來危險性高、工作強度大、作業時間長的弊端[2]。

后期有眾多學者提出不拆引線的MOA預防性試驗方法，通過在避雷器上下節中間進行加壓的方式分別對上節、下節進行試驗[3]。為限制對上節避雷器進行直流試驗時下節避雷器過壓發生放電或爬電現象[4]，眾多文獻提出在下節串接小避雷器或電阻進行分壓。在實際作業時我們發現，若需保證串接電阻R后上節U1mA>下節U1mA電壓，則R不能太小；同時R需起分壓作用，則不能太大，在R的取值上較為困難，因此采用串接小避雷器進行分壓效果優于電阻，但串接小避雷器操作較電阻繁瑣，安全性不佳[5]；若能對R的取值進行研究比較，以選出最佳取值使MOA在不拆引線情況下達到最佳精度，串接電阻的方法將優于小避雷器。但目前文獻資料鮮有對串接電阻R選擇進行研究比較，文中擬從理論分析及實踐操作入手，分析串接不同電阻R對安全性、試驗精度的影響，從而提出在盡量保證不產生放電或爬電的情況下串接電阻的最優值。

1 不拆引線的MOA直流試驗

1.1 安全措施

1）試驗過程應排除外界干擾防止影響試驗數據，因此需將高壓引線、微安表分別進行屏蔽，且屏蔽線應引入微安表屏蔽回路，同時盡可能將高壓引線、被試品垂直布置。遇到周圍環境濕度較大或避雷器污穢嚴重等情況，應對MOA進行清潔后再進行試驗，必要時需對MOA表面進行屏蔽處理。

2）試驗前應保證試驗規范，檢查MOA接地刀閘是否可靠接地。

3）在避雷器上下節中間進行加壓時，流過直流高壓發生器的電流為上下節電流之和，因此應選擇輸出電流大于3 mA的直流發生器，且試驗時應保證試驗電流不超過直流高壓發生器的額定電流。

4）在對直流泄露電流進行試驗時，若單節微安表超過1 mA或發現下節明顯放電聲應立即停止試驗。

1.2 試驗方法

理論上220 kV MOA上下節參數基本一致，上節U1mA電壓略大于下節U1mA電壓，但實際上往往存在偏差，通常情況下上、下節差值最大可達2.5 kV，文中針對上節U1mA>下節U1mA電壓情況進行分析。不拆線試驗需分別對上節、下節進行試驗，無需改變試驗接線，接線圖如圖1所示。

圖1 MOA不拆引線試驗接線示意圖

1）對下節進行測量時，直流高壓發生器通過MOA上節底部進行加壓，由于上節U1mA>下節U1mA，下節電流將優先于上節達到1 mA，上、下節耐受電壓均在運行電壓范圍內，回路總電流不超過2 mA，常規儀器可以滿足試驗要求，此時C點無需安裝小避雷器進行分壓，當A2電流表達到1 mA即可讀取U1mA及0.75U1mA時的電流值，A1表讀數只做輔助觀察作用。

2）對上節進行測量時，MOA上節引線不拆除，而是通過接地刀閘直接接地。此時無需改變接線，直流高壓發生器依然通過MOA上節底部進行加壓，文中采用不拆除放電計數器連接線方式（拆除放電計數器從而依靠底座絕緣進行分壓對底座要求較高，實際現場不一定能滿足要求），即MOA下節依然進行金屬性接地，此時上節電流I1=I－I2，下節電流將先于上節達到1 mA。由于MOA具有非線性電阻性質，如圖2所示。

圖2 MOA非線性伏安特性圖

當MOA電流超過1 mA時，MOA的泄漏電流將急劇上升，當上節電流達到1 mA時，下節極易發生間隙放電或爬電現象，為保證下節耐受電壓及電流不超出試驗范圍，需在C點處串接小避雷器或電阻進行分壓，從而保證當上節電流達到1mA時下節電流仍在試驗范圍內。

2 串接電阻R的選取

串接電阻R的主要作用為對MOA上節進行測量時對MOA下節進行分壓、分流，一方面保證下節不產生間隙放電或爬電現象，另一方面保證總電流I不超出直流高壓發生器額定電流（額定電流約為2~3 mA）。

根據實際經驗，針對大量220 kV MOA進行數據收集表明，220 kV MOA上節與下節電壓差值大多不超過2.5 kV，僅有極個別MOA上節U1mA與下節U1mA差值超過10 kV，若需保證串接電阻R后上節U1mA>下節U1mA，則當下節I2達到1 mA時串接電阻應滿足R≥（上節U1mA－下節U1mA）/I2，即R≥2.5 MΩ；此外，MOA絕緣底座電阻一般大于1 000 MΩ，其耐受電壓可達10 kV，R需與底座絕緣同時限制C點分壓，若R太大，MOA下節泄漏電流未達到1 mA時C點便發生放電或爬電現象，根據以上分析，文中對不同串接電阻值進行試驗，以拆除引線法為參考，分析不同串接電阻值的效果，試驗數據如表1、表2所示。

表1 不同R取值的不拆引線試驗數據表

表2 不同R取值的不拆引線泄漏電流數據表

3 結語

通過試驗結果可知，不拆引線法MOA直流試驗結果與拆除引線法基本一致，證明不拆引線法的實際操作可行性。同時，當R取值大于15 MΩ時可以保證上節U1mA>下節U1mA，當R取值位于15 MΩ左右時，上節U1mA與下節U1mA接近，避雷器電流均位于飽和區附近，此時電壓稍有升高，I1、I2將急劇增加，因此R取值應大于15 MΩ；通過表1、表2可知，當電阻取值為30 MΩ時，I2達到33 μA時C點便發生放電現象，由此可見電阻R取值區在20~25 MΩ滿足試驗要求。