氧化锌避雷器带电测试方法改进

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  摘 要:该文对氧化锌避雷器带电测试的原理和测试方法进行了阐述,针对辖区内避雷器多、测试方法不安全的缺点进行了改进,大大提高了测试效率,解决了普通测试与带电体距离近的缺陷,有效保证了安全距离,避免了测试中的各项风险,提出了一种便携式避雷器带电测试接线钳的设计方法。
  关键词:氧化锌避雷器 带电测试 改进方法
  中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)03(b)-0100-02
  由于金属氧化锌避雷器(简称MOA)没有放电间隙,氧化锌电阻片要长期承受运行电压的作用,且各串联电阻片中不断有泄漏电流流过。如果MOA在运行中发生劣化,泄漏电流就会增大,最终导致MOA热崩溃而发生设备爆炸事故。所以监测运行中MOA的泄漏电流情况,对判断其运行状况是非常必要的。根据国家电网公司颁布的《输变电设备状态检修试验规程实施细则》对运行中的MOA定期试验做出了规定,通过定期检测MOA的全电流和阻性电流,可对MOA的运行状况做出有效的分析判断。
  1 MOA基本模型
  MOA的結构主要由瓷套、电阻片和绝缘构架等部分组成,其中重要基本结构就是电阻片。电阻片以氧化锌为主要成分,添加少量的金属氧化物,充分混合后经过特定工艺过程而制成。MOA电阻片的电气特性可用图1等值电路表示。
  CO为氧化锌电阻片固有电容;RP、CP为氧化锌电阻片极化过程电阻、电容;Rv为氧化锌电阻片非线性电阻;Lv为氧化锌电阻片残压和电流波前陡度关系的电感;Rg为氧化锌电阻片晶粒电阻,在冲击大电流下发挥作用。
  非线形电阻Rv随电阻片外施电压U的变化而变化,当U小于某一电压值(称为电阻片的拐点电压)时,电阻片呈现很大的电阻,阻值变化很小;而当U超过拐点电压时,非线形电阻R阻值减小很快,阻性电流值迅速增加。MOA晶界层的相对介电常数可达500~2 000,使电阻片具有相当大的电容量,在运行中流过电阻片的电流主要是电容电流。当U超过拐点电压时,MOA晶界电容增加较快。以上特点就形成了避雷器特有的伏安特性。然而在长期的运行电压作用下,电阻片会逐渐老化,或由于避雷器本身结构不良而受潮。两种情况下都将影响避雷器的伏安特性,使其阻性泄漏电流增加,严重时还会导致避雷器爆炸,引发电网系统事故。
  2 改进前的试验方法
  阻性电流基波法:该方法是在测量各相MOA全电流的同时,测取PT二次侧的电压,然后将电压和电流信号进行FFT计算,得到电压和电流基波分量的幅值和相位,将基波电流在基波电压上投影就可得到阻性电流的基波分量。
  MOA带电测试是测量运行状态下MOA的全电流和阻性电流,MOA顶端带有高压,因而具有很大的风险,一般测试现场需要4人配合。基本过程如下:测试人员A架起绝缘梯,保证该梯子与MOA上端带电体保持安全距离,并将其扶稳;测试人员B登上梯子将测试线夹在MOA尾端;测试人员C在一旁监护并记录测试结果,并时刻注意B与MOA上端带电体的距离;测试人员D在PT端子箱内采集PT二次电压信号。测试完成后,再换其余两相。劳动强度大、效率低,关键是在测试过程中测试人员B与MOA上端带电体距离非常近,稍有疏忽就有可能保证不了人体与带电体的安全距离,从而发生触电事故,如图2所示。
  3 改进后的试验方法
  按照《输变电设备状态检修试验规程》Q/GDW1168-2013中相关规定,需在每年雷雨季节到来之前对变电站内所有MOA进行带电测试。目前笔者所在辖区内共有避雷器接近400组,共计接近1 200支,如果按照此方法进行测试,将耗费大量人力物力,并且测试人员处于较高的风险环境中。我们通过不断总结和实践,提出了改进MOA带电测试的方法,并取得了良好的效果。
  在改进后的测试中,接线如图3所示,测试人员站在地面,通过高空接线钳与运行中的MOA尾端相连,进行带电测试。测试需要3名工作人员,A站立于地面,手持接线钳夹在MOA尾端;B采集PT二次电压信号;C在一旁监护并记录测试结果。使用该方法进行测试,既保证了测试人员的安全距离,又使测试简便迅速,节省了人力,并且能够三相同时测量,通常能提高测试效率50%以上。
  高空接线钳设计如下所示。
  (1)选用长度合适,耐压通过的绝缘杆,并且可以螺纹连接,具有可拆卸功能,可根据不同电压等级MOA调整绝缘杆节数,达到合适高度,如图4所示。
  (2)接线钳头部如图5所示。上钳口固定,下钳口可向上运动,下部为绝缘杆,起到隔断电流、增加高度的作用。测试时,将MOA尾端扁铁(或MOA底座上端)置于上下钳口之间,拉动专用操作杆,钳内的滑轮装置可使下钳口向上运动,自动咬合扁铁,上下钳口与扁铁紧密连接,通过试验引线将尾端电流引入测试仪。测试过程如图6所示。
  通过以上改进,在MOA带电测试时大大降低了劳动强度、提高了劳动效率、保障了测试人员生命健康安全,在实际生产中起到了良好的效果。
  4 结语
  通过现场实践,氧化锌避雷器带电测试方法的改进有以下优点:提高测试效率50%以上,每组避雷器的测试时间由之前的12 min减少至6 min。通过绝缘杆与避雷器尾部相连,增加了与带电体的安全距离,保障测试人员人身安全,避免人身触电等事故的发生。
  参考文献
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