基于多節避雷器不拆高壓引線的直流高壓試驗裝置研究

張晨晨， 夏 勇， 呂 冰， 朱鵬程

（國網安徽省電力有限公司超高壓分公司，安徽合肥 230088）

0 引言

以220 kV 的氧化鋅多節避雷器為例，需要對一次引線進行拆除。220 kV 的電壓較高，且具有較高的感應電流，所以再進行一次高壓引線拆除時，可能會造成一定的安全隱患[1]。220 kV 的避雷器一般都是處于比較高的位置，無論是外部因素還是操作人員自身的影響，都有可能導致操作人員高空跌落，發生安全事故。拆除一次引線十分復雜，可能會導致接頭螺栓松動，這樣就會直接導致高壓引線的接線夾發熱，可能會引起停電事故[2]。就目前而言，大多數的測試方法都是逐節進行，可能出現重復接線，具有較大的工作量。所以說，不拆除一次引線可以保證安全的生產，提高設備的運行效率。為了解決這個問題，以金屬氧化物多節避雷器為例，在經過一系列的研究之后，發現多節避雷器可以不拆除一次引線。

1 常規拆除一次引線的試驗

對220 kV 的氧化物多節避雷器進行預防性試驗，在停電的狀態下對設備進行檢查，拆除一次高壓引線。首先，測量直流電壓（U1 mA），并且對75%的U1 mA 所泄露的電流上節避雷器直接測定，具體測量的示意圖如圖1所示。

圖1 常規法試驗測量示意圖

在對上節進行測量時，在A 點安表，對直流的高壓進行測試，且B點接地。當電流經過A點時，就會流進上節的避雷器，在B 點形成電流回路。微安表顯示為1 mA 時，就可以將其作為上節避雷器的直流電壓[3]。若電壓降到了75%，就可以對泄露的電流進行讀數。對下節避雷器進行測量時，電流經過B 點時，會接上直流高壓，C 點為接地，A 點懸空。電流流入B點時，直接進入下節的避雷器，由于A點是懸空的，在試驗過程中不會形成直接的電流回路，故不考慮上節避雷器的試驗數據；C 點為接地點，所以B 點與C 點形成了一個全新的電流回路。當微安表的讀數為1 mA 時，就能夠直接得到下節避雷器的直流電壓，若電壓下降到75%U1 mA，泄露的電流就是微安表的讀數。

2 不拆除高壓一次引線的試驗

2.1 安全措施

在試驗之前，將設備的試驗部分接地，目的是為了讓其短路。接線后，拆除短路接地的線路，開始試驗。試驗結束后，也要將設備的試驗部分短路接地，最后拆除接線。將儀器的測量端與被試品連接，連接之前，要測量線端的短路接地線，最后拆除測量線[4]。

2.2 避雷器上節試驗

測量避雷器上節的直流電壓和75%泄露電流的試驗電路如圖2 所示。測量避雷器上節時，必須要在下節與接地點間使用一節避雷器作為支撐，將其作為起始的動作電壓使下節避雷器的U1 mA 大于上節的U1 mA。如果不使用避雷器當作支撐，就有可能會讓下節的避雷器的直流電流下降；在電壓升高時，因為氧化物多節避雷器的特性，會在一定程度上提高電壓，導致回路電流急劇增加[5]。這時總回路電流大于下節避雷器回路的電流，繼續升高電壓至上節避雷器的U1 mA 電流，這時下節避雷器的泄露電流一般均會超過1 mA。

圖2 不拆一次引線避雷器上節測量電路

加入支撐避雷器之后，會讓下節避雷器的起始電壓強制性提高，也就是說，上節避雷器當中的電流會低于下節避雷器的電流，且回路電流中，上節避雷器會首先到達U1 mA，電流控制試驗都在可控制范圍內，進一步保證了試驗的準確性。若總電流減去下節避雷器的電流為1 mA，可將直流高壓電壓看作上節避雷器的電壓，電壓為75%時，泄露電流就是微安表的直接讀數。

2.3 避雷器下節試驗

避雷器下節電流1 mA 電壓（U1 mA）以及75%的U1 mA的泄露電流測量示意圖如圖3所示。

圖3 不拆高壓引線避雷器下節試驗示意圖

當下節避雷器的直流U1 mA 電壓，電壓在75%U1 mA 時，泄露的電流是a2 的讀數。在試驗中應監視微安表a1。a1 的讀數為I上+I下，微安表中電流值應不超出直流的輸出電流額定值，當發現a1 值與輸出電流的額定值接近，a2 還沒有達到1mA 時，要停止試驗[6]，檢查接線的情況，如果沒有出現異常的情況，要拆除一次引線。不拆除一次的高壓引線絕緣電阻試驗方法如表1所示。

表1 不拆除一次引線的避雷器絕緣試驗

3 試驗數據對比

通過不同的方法對220 kV 正母壓變避雷器試驗，對1 mA 下的交流參考電壓，包括75%參考電壓泄露電流主要數據如表2所示。

表2 常規不拆除一線試驗結果

在75%U1 mA，不拆一次引線與常規引線的U1 mA 誤差值的最大值為0.13%，對泄露電流來進行分析。不拆一次引線，常規法電流最大節的誤差主要增加了2 μA，電流在15 μA 下，數據是一致的，對此，還沒有達到標準的50 μA 的1/3。因此，試驗所引起的誤差可以忽略。在75%U1 mA 的電流/（μA）如表3所示。

表3 75%U1mA電流/（uA）試驗結果

4 試驗的注意事項

試驗中的注意事項主要為以下5 點：①下節避雷器試驗，還要考慮到上節避雷器和下節避雷器的非線性因素，因為電流的臨界點不同，所以要注意回路電流，且不能超過直流電流的電流額定值[7]；②對于試驗下節避雷器而言，直流發生器的總電流是上節避雷器和下節避雷器的綜合，而直流發生器輸出電流應大于3 mA；③環境濕度中的避雷器表面污穢，在試驗之前，必須要清潔避雷器表面，空氣的濕度較大，要對避雷器表面屏蔽后進行試驗；④下節避雷器試驗的過程中，微安表表面應屏蔽，以避免試驗時外界電場的干擾，這會對試驗數據造成一定的影響，產生誤差；⑤受到高壓引線的電暈影響，高壓引線需要借助屏蔽線并減少引線的長度，還需考慮引線、被試品之間的角度。

5 結論

在不拆除一次高壓引線的基礎之上，與拆除一次引線的數據基本一致，實測值與理論分析基本吻合。不拆除一次高壓引線的試驗符合試驗的相關要求，具有較強可行性的。