金屬氧化物避雷器高壓試驗技術(shù)與方法

侯新利

[摘? ? 要]金屬氧化物避雷器的使用受到環(huán)境污染和濕度的影響，受潮后電阻容易老化，導(dǎo)致溫度異常升高，甚至發(fā)生爆炸。因此，應(yīng)定期對金屬氧化物避雷器進行預(yù)防性試驗，主要探討了金屬氧化物避雷器高壓試驗技術(shù)和方法。

[關(guān)鍵詞]氧化金屬避雷器;高電壓測試技術(shù);電流限制

[中圖分類號]TM862 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）02–00–03

Brief Analysis of High Voltage Test Technology

and Method of Metal Oxide Surge Arrester

Hou Xin-li

[Abstract]The use of metal oxide arresters is affected by environmental pollution and humidity. After being damp， the resistance is easy to age， resulting in abnormal temperature rise and even explosion. Therefore， preventive tests should be carried out on metal oxide arresters on a regular basis. This article discusses the high-voltage test techniques and methods of metal oxide arresters.

[Keywords]metal oxide arrester; high voltage test technology; current limit

作為一種質(zhì)量輕、材料穩(wěn)定、對電力網(wǎng)維護成效顯著等優(yōu)質(zhì)特點，金屬氧化物高壓避雷器在供電系統(tǒng)運作過程中發(fā)揮了重要作用。到20世紀80時代，金屬氧化物高壓避雷器就得到了廣泛運用?，F(xiàn)階段，在電網(wǎng)系統(tǒng)運作過程中，氧化劑高壓避雷器已變成維護電力工程安全平穩(wěn)不可或缺的重要構(gòu)成部分。可是不可否認，在具體運用過程中，氫氧化物避雷器易受外部不利因素的影響，尤其是極端天氣的毀壞，常導(dǎo)致高壓避雷器表層返潮、老化，嚴重妨礙了電阻的工作，從而影響到供電系統(tǒng)的常規(guī)運作。

1 直流高壓試驗概述

1.1 有關(guān)條款

當前，在我國電力系統(tǒng)運行過程中，為確保電力運行的安全穩(wěn)定運行，對輸電設(shè)備的變電操作，必須按照國家有關(guān)規(guī)定進行檢查和判斷。根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，對直流基準電壓的初值有明確規(guī)定，一般情況下，初始值不能超過5%;對于泄漏電流的初值，它的差別不超過30%。此外，在進行直流高壓電源檢測時，應(yīng)考慮到環(huán)境因素的影響及高壓避雷器內(nèi)部構(gòu)造的轉(zhuǎn)變，要防止試驗分析所取得的信息與現(xiàn)實情況有所不同。

1.2 相關(guān)影響因素

在電網(wǎng)運作過程中，供電系統(tǒng)占有著十分重要的影響力，因而，全方位、充分地掌握和理解供電系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，可合理減少耗損，減少相關(guān)安全事故發(fā)生的概率。因為供電系統(tǒng)運作過程中，環(huán)境因素和內(nèi)部結(jié)構(gòu)系統(tǒng)對安全性，高效率運作有較大的影響，因此對交流電壓試驗全方位掌握供電系統(tǒng)的現(xiàn)實情況十分重要。測試分析過程中，準確的測試數(shù)值對于相關(guān)技術(shù)人員正確判斷避雷器狀態(tài)至關(guān)重要。對影響測試結(jié)果的相關(guān)因素進行科學(xué)分析，可獲得確切的直流高壓電源測試數(shù)據(jù)，保證檢測的穩(wěn)定性。其中影響因素具體有：①在選用高壓避雷器插線板、高壓避雷器時，在內(nèi)部存有電暈放電等難題。②高壓避雷器表層的潔凈水平對試驗結(jié)果有較大影響。若表層產(chǎn)生很多油漬，將影響實驗數(shù)據(jù)的精確性。③高壓避雷器對外界環(huán)境的依賴程度高，但因素對高壓避雷器的應(yīng)用也有較大影響。在特殊氣溫影響下，高壓避雷器常發(fā)生老化、返潮等狀況。④長期應(yīng)用高壓避雷器，如不認真維修，將導(dǎo)致高壓避雷器的過大損失。比如高壓避雷器泵殼，太多的耗損將造成泵殼破裂或裂開。

1.3 實際效果

在交流電壓試驗中，因為高壓避雷器受到環(huán)境因素和內(nèi)部構(gòu)造的影響，通常造成各種難題，導(dǎo)致交流電壓檢測分析數(shù)據(jù)造成誤差。所以，在應(yīng)用高壓避雷器時，應(yīng)采用以下對策來處理相關(guān)難題，盡量避免獲得有誤差的數(shù)據(jù)信息：①當電弧放電狀況和高壓避雷器表層有污漬時，所取得的數(shù)據(jù)信息是不準確的，這將嚴重影響試驗效果。試運行之前必須采用所有行得通的方法來處理相關(guān)難題。②當高壓避雷器受潮后，參照電壓顯著降低，發(fā)現(xiàn)走電流明顯擴大，這一問題較為普遍，且較易被檢測到。③對避雷器而言，經(jīng)常會出現(xiàn)由于年久失修或高損耗而引起的損壞或老化現(xiàn)象。若為單片式閥片，則會出現(xiàn)參考電壓下降，泄漏電流提升的狀況，特別注意的是，在這一環(huán)節(jié)中，高壓避雷器是由雙片泵殼串聯(lián)而成，其毀壞并不必定造成試驗結(jié)果的實質(zhì)轉(zhuǎn)變。④從高壓避雷器裂開狀況看來，泵殼裂開不會造成整個參照電壓有非常大變化，僅因為泵殼面積的擴大，對參考電壓的影響不大，對漏電流的影響很小。

2 現(xiàn)場直流電檢測現(xiàn)況

高壓避雷器直流電試驗的信息主要是精確測量漏電電流量和直流電標準電壓，MO≤750 kV;還需要精確測量1 mA下的電壓U1 mA，并在泄漏電流下測量0.75 U1 mA，針對MO 500 kV，檢測溝通交流電氣設(shè)備500 kV設(shè)備保護性實驗技術(shù)規(guī)范，測量1 mA直流電標準電壓U1 mA和0.75 U1 mA。該高壓避雷器的直流電試驗與出廠試驗不一樣，出廠試驗?zāi)軌蛟谇鍧?、干燥的條件下對每一個高壓避雷器進行獨立的檢測，而現(xiàn)場不但環(huán)境狀況較為復(fù)雜，并且也有加壓路線的接口方式，會對測量結(jié)果造成一定的影響，導(dǎo)致測量不精確，乃至導(dǎo)致誤判狀況。如圖1所示。

根據(jù)對原有的解析和科學(xué)研究能夠看出，無論是表層泄漏或是工作壓力線與試樣的視角，都是會對直流電漏流造成影響。在現(xiàn)場對等同于和低于500 kV電壓的氫氧化物高壓避雷器開展當場直流電檢測開展論述，而在直流測試中500 kV MOS避雷器則為了在1 mA和0.75 U1 mA下測量基準電壓和0.75 U1 mA的漏電流，由于增加了測試電流，現(xiàn)場非測試節(jié)流的測量更為復(fù)雜，限制電流電阻對測試結(jié)果的影響也更為明顯，因而增加了現(xiàn)場的工作量。

比如某處變電站實驗金屬氧化物高壓避雷器的直流高壓電源環(huán)節(jié)中，實驗結(jié)果存有異常狀況，金氧化物高壓避雷器兩邊500 kV工作電壓為500 kV，為了確保檢測的精確性，在該高壓避雷器上，對屏蔽電纜完成了第二次實驗。經(jīng)檢測，可獲知，相對要求的195 kV工作電壓，C相的高壓避雷器U1 mA值一定超過此值，U1 mA值偏差低于5%，滿足相關(guān)規(guī)定。泄漏電流量0.75 U1 mA差為74%，可是泄漏電流的絕對值低于50μA，針對金屬氧化物高壓避雷器而言，漏流電流量低于防范范疇。DC基準工作電壓也小于預(yù)留值，應(yīng)不會有故障問題，但具體C相高壓避雷器數(shù)值變化比較大，表明金屬氧化物高壓避雷器存有故障問題。維修后，查驗高壓避雷器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)有裂痕、擊穿現(xiàn)象，但未發(fā)生老化或受潮。

不管是U1 mA，還是0.75 U1 mA的外觀，都符合《電力設(shè)備檢修試驗規(guī)程》的安全規(guī)定，但是氧化物避雷器仍然會出現(xiàn)裂紋和破裂。金屬氧化物避雷器在現(xiàn)場測試時，不能只有一個原因，要針對各種干擾源采取相應(yīng)的措施。

3 確認故障測試

為了更好地驗證影響高電壓實驗的要素，高壓避雷器分成發(fā)生裂開泵殼和裂開不產(chǎn)生泵殼2組，每一組15個泵殼。為了更好地提升檢測的準確性，C組選擇3個裂開泵殼，D組選擇3個裂開泵殼，E組選擇3個正常泵殼，對5組閥片完成直流高壓電源實驗。比照5組檢測結(jié)果，被擊穿閥片的直流基準電壓變化較大，泄漏電流變化較大。所述MOS避雷器包括33個閥片，在正常閥片內(nèi)也存在，導(dǎo)致泄漏電流和直流基準電壓變化不大，與安全防范范圍基本一致，但在實際情況下，該避雷器已出現(xiàn)嚴重故障。僅以U1 mA和0.75 U1 mA為根據(jù)來判斷金屬氧化物高壓避雷器故障并不會有，應(yīng)依據(jù)現(xiàn)場自然環(huán)境具體情況，被試高壓避雷器的具體情況，實驗所得的結(jié)果等做好深入分析，以分辨是不是有故障。

4 影響MOS高壓避雷器直流檢測數(shù)據(jù)的原因及優(yōu)化

4.1 試驗的關(guān)鍵影響因素

試驗接線方法及外部檢驗環(huán)境的影響，及直流高壓電源設(shè)施自身的影響，都會影響現(xiàn)場直流電檢測的精確性。在精確測量金屬氧化物高壓避雷器直流電漏流時，對檢測數(shù)據(jù)的具體影響是：高壓接線對地雜散電流量，瓷套表層的漏流，試樣充壓端根據(jù)環(huán)境對地雜散電流量，不被試節(jié)漏電流。此外，在檢測流程中，靜電發(fā)生器成套設(shè)備裝置一般都裝有功率電阻，以避免短路故障造成電流量或檢測設(shè)備被穿透而毀壞。選用功率電阻對檢測數(shù)據(jù)的影響，促使直流電參照電壓和泄漏電流偏大。

在500 kV金屬氧化物高壓避雷器現(xiàn)場精確測量泄漏電流下1 mA電壓值，電流量相對性較大，不能忽視功率電阻損耗UR，根據(jù)UX+UR=U可知U=U中，U值較大，最后還會導(dǎo)致讀數(shù)U1 mA值偏大;當在0.75 U1 mA下測漏電流值時，儀器設(shè)備表明該元器件輸出給靜電發(fā)生器的電壓。假如一直選用0.75 U1 mA按鍵，則泄漏電流僅為0.75 U1 mA降低工作電壓，而與U1 mA功率電阻對比，其壓力減少數(shù)十倍，使最后的試件產(chǎn)生較大的電壓，從而使漏電流值增大。

4.2 提高測試準確度的措施

防雷設(shè)施工作環(huán)節(jié)中配電變壓器串聯(lián)，下方接地裝置、上方接線、過電壓三個部分對路線上的配電變壓器進行損耗。三部分過電壓下，高壓避雷器電流值與其自身特性存在一定的關(guān)聯(lián)，存有一定的殘壓值。對接地系統(tǒng)的電流值選用接地裝置引下線與配電變壓器箱相互連接。根據(jù)接地裝置引下線能夠?qū)⒔拥叵到y(tǒng)的剩下電壓與配電變壓器外殼相互連接，隨后選用接地系統(tǒng)連接消除，針對如何使引下電流值減少便是對如何使引上電流值減少。導(dǎo)線特性阻抗與電流量頻率通過相關(guān)，若頻率越高，導(dǎo)電性感就越強，電阻值就越大。根據(jù)U=IR能夠看得出，假如希望使導(dǎo)線上的殘留壓力減少，就必須縮小導(dǎo)線特性阻抗，降低導(dǎo)線特性阻抗的可行辦法是減少導(dǎo)線的間隔，使導(dǎo)線特性阻抗減少。

一種500 kV三節(jié)裝金屬氧化物避雷器，在測中間節(jié)漏電流時，其上、下兩端加壓，當2個閉合電路均有一節(jié)并連接時，在交流電壓作用下，2節(jié)漏電流相同，不能忽視對測量泄漏電流的影響。這時，必須在接地裝置端精確測量漏電流。此外，當被試節(jié)漏為1 mA時，也會發(fā)生泄漏超出1 mA的狀況，因而，假如情況允許，現(xiàn)場增設(shè)高壓端相當于或超過3 mA的微安表，以對非被試節(jié)泄漏電流做好監(jiān)管，以避免高走電設(shè)備的滿負荷。

處理因功率電阻造成的檢測偏差主要有兩種方式：各節(jié)接地電阻能符合要求，并確保高壓避雷器基座，并能穩(wěn)定地維護直流高壓電源設(shè)備內(nèi)的過電流?？扇コO(shè)備的輸入端功率電阻，并可直接對機器設(shè)備輸出高壓做好檢測，將阻容高壓分壓器與高壓避雷器壓力端連接，根據(jù)U1 mA的分壓器讀出，計算出0.75 U1 mA的數(shù)值，通過手動調(diào)整設(shè)備的壓力按鈕來控制設(shè)備的壓力按鈕。記錄漏流，機器設(shè)備上0.75 U1 mA按鍵不能直接應(yīng)用。方式1：直接除去功率電阻，在儀器設(shè)備維護健全，機器設(shè)備絕緣層可靠的情形下，是有效的;方式2：標準工作電壓值和直流電漏電流都能精準測量，但需要加上高壓分壓器，導(dǎo)致現(xiàn)場工作量擴大。

5 結(jié)語

需要全方位了解氧化物避雷器的運用情況，交流電壓檢測研究是最重要的措施之一，它對確保電力工程系統(tǒng)優(yōu)化，穩(wěn)定運作有關(guān)鍵意義。對高壓避雷器進行合理的維護，能夠進一步保證供電系統(tǒng)的平穩(wěn)發(fā)展，從而推動我國經(jīng)濟的發(fā)展。

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