新型避雷器帶電測試方法研究

唐小峰 崔林麗 何金梅 周洪立 張慶瑩

南寧供電局，中國·廣西 南寧 530031

1 引言

傳統的避雷器帶電測試存在以下幾方面的問題，首先，避雷器帶電測試儀和電壓信號發射器體積較大，單次試驗至少需4 人方可進行。其次，測試人員頻繁打開端子箱將電壓取樣線接入PT 計量端子，可能造成PT 二次短路，對設備及人身造成傷害。最后，電流信號采集需用高空鉗將試驗線接到放電計數器端部，此過程極易發生與運行設備碰撞和帶電部位安全距離不足的可能，增大設備損壞和人員觸電的風險。最后，使用高空鉗引接線這種非直接接觸式作業，試驗數據準確度較低、經常出現重復測試。

因此，如何縮短避雷器帶電測試時間、人員，提升試驗效率、準確度是班組急需解決的問題。

2 技術方案

2.1 設計結構

新型避雷器帶電測試裝置主要包含電流信號采集單元和電壓信號采集單元兩部分。其中，電流信號采集單元由測試儀主機、開關接頭和避雷器計數器組成，測試儀主機和避雷器計數器通過開關接頭插接連接；電壓信號采集單元主要由發射器、空氣開關組成，發射器通過天線與測試儀主機進行數據的無線連接。測試儀主機具有直插式測試接口、發射器電壓信號采集回路固定連接于PT 端子箱內實現一鍵采集電壓信號[1]。

針對現有避雷器帶電測試存在的問題，項目組設計并制作了一種避雷器帶電測試發射裝置，包括電流信號采集單元和電壓信號采集單元；電流信號采集單元主要由測試儀主機、開關接頭和避雷器計數器組成，測試儀主機和避雷器計數器通過開關接頭插接連接。電壓信號采集單元主要由發射器組成，發射器通過天線與測試儀主機數據的無線連接。

電流信號采集單元結構示意圖見圖1，電壓信號采集單元結構示意圖見圖2。

圖1 電流信號采集單元結構示意圖

圖2 電壓信號采集單元結構示意圖

2.2 實施方式

如圖1 和圖2所示，本實用新型避雷器帶電測試巡檢裝置，包括電流信號采集單元和電壓信號采集單元；電流信號采集單元主要由測試儀主機、開關接頭和避雷器計數器組成，測試儀主機和避雷器計數器通過開關接頭插接連接；電壓信號采集單元主要由發射器、天線、空氣開關組成，發射器通過天線與測試儀主機進行數據的無線連接。電壓回路固定裝在PT 端子箱中，合上空開即可獲取電壓信號。其中，測試主機用于測試避雷器的全電流、阻性電流、諧波電流、功率損耗及功率因數角等試驗數據；開關接頭用于將避雷器的電流信號從避雷器計數器引下，以便于電流信號采樣使測試時避免使用高空鉗接線；發射器用于從PT 端子箱中采集電壓信號；天線用于發射器向測試主機傳送電壓信號。

在進行避雷器帶電測試時，只需打開測試主機和發射器開關，在測試主機接收到發射器的電壓信號后，將測試主機插入開關接頭，按下測試鍵即可完成測試。與傳統的避雷器帶電測試相比，測試人員可由4 人減少為2 人，降低了勞動強度，節約了勞動成本。電流信號已下引至開關接頭，電流信號采集不再使用高空鉗，避免了與運行設備碰撞和帶電部位安全距離不足的可能，消除了人員觸電和設備損壞的風險；由高空牽引接線這種非直接接觸式作業方法，轉為直接插入式測試方法縮短試驗時間、提高試驗數準確度、減少重復測試可能。電壓信號采集裝置固定在端子箱4 內，測試時合上發射器開關即可、消除由于PT 二次短路對設備及人身造成傷害風險[2]。

此方案測試適用于在運行電壓下測量氧化鋅避雷器交流泄漏電流。這可以在一定程度上反映MOA 運行的狀態。在正常運行情況下，流過避雷器的電流主要為容性電流，阻性電流只占很小一部分，約為10%~20%。當發片老化、避雷器受潮時，容性電流變化不大，阻性電流大大增加。所以測量中注意防止干擾。此時應采用以下兩種方法排除數據的干擾。

①手動補償：選擇“手動補償”后可以設置（8）（9）（10）處的補償角度。儀器將角度定義在0~359.99°。所有角度都可以加減360°，如120°與-240°或者180°與-180°分別表示同一個角度。注意：補償什么角度一定要有依據。

②自動邊補：測量三相MOA 時，由于相間干擾影響，A、C 相電流相位都要向B 相方向偏移，一般偏移角度2~4°，這導致A 相阻性電流增加，C 相變小甚至為負。

③自動邊補（邊相補償）原理是：假定B 相對A、C影響是對稱的，測量出Ic 超前Ia 的角度Φca，A 相補償Φ0a=（Φca-120°）/2，C 相補償Φ0c=-（Φca-120°）/2。這種方法實際上對A、C 相阻性電流進行了平均，也有可能掩蓋問題。因此還是建議考核沒有邊相補償的原始數據。

現場的干擾可能是復雜的，如果不能進行合理補償，則建議記錄沒有補償的原始數據，考察數據的變化趨勢。

實施方式見圖3。

圖3 實施方式

3 結論和建議

本新型避雷器帶電測試裝置將帶電測試儀和電壓發射器體積縮小，使得發射器可固定在PT 端子箱內，每次試驗取電壓信號只需打開單元電源即可，單人即可操作。且該裝置具有一鍵控制電壓信號發射、直接插入式測試和數據回傳等功能，測試誤差小、重復性好，降低了人身觸電、設備損壞風險，單次試驗用人少、作業成本低，測試時間短、工作效率高。操作本裝置簡單方便，對測試人員技能水平要求不高，運行人員日常巡視時即可進行測試，且試驗數據可通過內置傳輸裝置回傳至試驗班組進行數據分析。測量值與初始值比較，當阻性電流增加50%時應該分析原因，加強監測、適當縮短檢測周期；當阻性電流增加1 倍時應停電檢查[3]。

4 結語

總之，該裝置操作方便，可實現一鍵控制電壓信號發射、直接插入式測試和遠程數據回傳等功能，測試誤差小、重復性好，人身觸電、設備損壞風險低，單次試驗用人少、作業成本低，測試時間短、工作效率高。