1 000 kV避雷器直流參考電壓及泄漏電流測試

尚國良，袁計委，趙廣方，丁永明

（國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟(jì)南 250118）

1 000 kV避雷器直流參考電壓及泄漏電流測試

尚國良，袁計委，趙廣方，丁永明

（國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟(jì)南 250118）

以山東首個特高壓變電站1 000 kV泉城變電站1 000 kV避雷器的交接驗(yàn)收為例，通過與常規(guī)避雷器對比，詳細(xì)說明特高壓避雷器直流參考電壓及泄漏電流試驗(yàn)的規(guī)程要求、試驗(yàn)儀器選型及試驗(yàn)方法、注意事項等。

1 000 kV避雷器；直流參考電壓；泄漏電流

0 引言

隨著特高壓建設(shè)步伐的加快，特高壓設(shè)備相關(guān)交接、例行試驗(yàn)的規(guī)程、技術(shù)、儀器也日益成熟。1 000 kV特高壓避雷器作為特高壓變電站內(nèi)的重要設(shè)備，其性能的優(yōu)劣與系統(tǒng)過電壓和絕緣配合的關(guān)系很大，直接影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，因此，嚴(yán)格安裝規(guī)程要求對其進(jìn)行交接試驗(yàn)特別是直流參考電壓計泄漏電流的測量有及其重要的意義。

圖1 特高壓避雷器結(jié)構(gòu)

1 1 000 kV泉城站特高壓避雷器結(jié)構(gòu)及型號

1 000 kV泉城站特高壓避雷器為南陽金冠電氣有限公司生產(chǎn)，其元件有電阻片、絕緣桿、瓷件、隔弧筒、防爆片、密封圈以及緊固件等構(gòu)成，共分為5節(jié)。其外形結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1 000 kV避雷器內(nèi)部采用4柱電阻片柱并聯(lián)結(jié)構(gòu)用以降低避雷器殘壓，并在電阻片組間裝有均流電極，用于改善產(chǎn)品電流分布性能。其芯體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 特高壓避雷器芯體結(jié)構(gòu)

泉城站特高壓避雷器相關(guān)參數(shù)為：

型號：Y20W1-828／1620

系統(tǒng)標(biāo)稱電壓 ：1 000 kV

避雷器額定電壓：828 kV

持續(xù)運(yùn)行電壓：638 kV

標(biāo)稱放電電流：20 kA

20 kA下8／20雷電沖擊殘壓：1 620 kV

直流8 mA參考電壓：≥1 114 kV

75%直流8mA參考電壓下的泄漏電流：≤200 μA

2 規(guī)程要求及試驗(yàn)儀器選型

金屬氧化物避雷器的非電阻閥片主要成分為ZnO，ZnO電阻片具有極為優(yōu)越的非線性特性。正常工作電壓下其阻值非常高，近似于絕緣體。而在過電壓作用下，電阻片的電阻很小，殘壓很低，可以將過電壓導(dǎo)入大地。但是，若閥片受潮或劣化，在正常工作電壓下流過閥片的阻性電流會急劇增加，會使閥片上的溫度上升進(jìn)而發(fā)生熱崩潰。

通過金屬氧化物避雷器的直流參考電壓與泄漏電流試驗(yàn)，可以有效發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部ZnO是否受潮或是否劣化。按照GB 11032—2010《交流無間隙金屬氧化物避雷器》、Q／GDW 1307—2014《1 000 kV交流系統(tǒng)用無間隙金屬氧化物避雷器技術(shù)規(guī)范》及相關(guān)技術(shù)要求［1-2］，特高壓避雷器交接驗(yàn)收直流參考電壓與泄漏電流試驗(yàn)與常規(guī)避雷器有較大不同，其詳細(xì)規(guī)定如表1所示［2-3］。

表1 特高壓避雷器與常規(guī)避雷器試驗(yàn)區(qū)別

根據(jù)試驗(yàn)要求，整只特高壓避雷器的直流8 mA下的參考電壓不應(yīng)小于1 114 kV，0.75 U8mA下的泄漏電流應(yīng)不大于200 μA［2］?？紤]避雷器由5節(jié)組成，且每節(jié)避雷器可以單獨(dú)測量，在留出適當(dāng)工作余量的情況下，在試驗(yàn)儀器選擇上可選取直流高壓發(fā)生器最高電壓400 kV，額定輸出電流15 mA；從測量精度考慮，選取紋波系數(shù)不大于1%，電壓測量誤差不大于2%，電流測量誤差不大于0.5%；直流高壓發(fā)生器主要技術(shù)參數(shù)為：

直流輸出電壓：0～400 kV連續(xù)可調(diào)

交流輸入電壓：AC 220 V，50 Hz

電壓測量誤差：≤0.2%

額定輸出電流：15 mA

紋波系數(shù)：≤1%

電流測量誤差：≤0.5%

需要特別說明的是，若考慮設(shè)備運(yùn)行后的例行試驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，因與避雷器相連的高壓線解開比較困難，在不解導(dǎo)線的情況下進(jìn)行直流8 mA參考電壓測量時，會出現(xiàn)兩節(jié)避雷器并聯(lián)的情況，因此需要直流16 mA的輸出。再考慮到泄漏電流，建議選取直流發(fā)生器額定輸出電流為20 mA的設(shè)備。

3 試驗(yàn)方法及注意事項

對1 000 kV避雷器的進(jìn)行直流參考電壓及泄漏電流交接試驗(yàn)，為了測量方便及提高測量的準(zhǔn)確度建議在安裝均壓環(huán)、連接高壓引線前進(jìn)行。若試驗(yàn)前引線已連接，則需要將高壓引線與避雷器連接處斷開并與均壓環(huán)拉開至少800 mm以上的距離。

試驗(yàn)時，嚴(yán)格安裝相關(guān)規(guī)程要求、試驗(yàn)方案、儀器說明書及設(shè)備說明書進(jìn)行接線［4］。試驗(yàn)接線原理如圖3所示。

圖3 試驗(yàn)接線原理

3.1 試驗(yàn)過程

用安全圍欄對試驗(yàn)現(xiàn)場進(jìn)行封閉，并懸掛 “止步，高壓危險！”的標(biāo)識牌；要封閉范圍，保證試驗(yàn)過程中的安全距離；同時要指派專人對封閉區(qū)進(jìn)行監(jiān)視，防止人員靠近及誤入。

對避雷器進(jìn)行放電并檢查避雷器外觀完好，對避雷器進(jìn)行擦拭除去避雷器表面的臟污；用絕緣電阻表5 000 V檔位測量，其絕緣阻值不應(yīng)低于2 500 MΩ。

直流高壓發(fā)生器應(yīng)良好接地，并空升試驗(yàn)，檢查直流高壓發(fā)生器工作正常。

按試驗(yàn)接線原理圖接線后開始測量，試驗(yàn)過程中要特別注意升壓速度，在4 mA及8 mA時讀取參考電壓并記錄。

按照75%U8mA對避雷器進(jìn)行加壓，并讀取此時的泄漏電流值。

試驗(yàn)完畢，將電壓降至0，切斷電源并對設(shè)備充分放電后才可以拆除試驗(yàn)接線。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果判斷

5節(jié)避雷器的直流參考不應(yīng)有明顯差別且其和不應(yīng)小于1 114 kV。每節(jié)避雷器0.75 U8mA下的泄漏電流不大于200 μA。

3.3 試驗(yàn)注意事項

因直流電壓較高，存在強(qiáng)烈的靜電感應(yīng)，工作人員必須與被試品及升壓筒等高壓設(shè)備保持4 m以上的安全距離。

作業(yè)現(xiàn)場嚴(yán)格執(zhí)行安規(guī)要求，正確佩戴防護(hù)用品及使用安全工器具。

進(jìn)行絕緣電阻及直流試驗(yàn)測量后應(yīng)對被試品充分放電。

4 結(jié)語

1 000 kV泉城站為山東電網(wǎng)首個特高壓變電站，其站內(nèi)設(shè)備的交接試驗(yàn)對以后例行試驗(yàn)及新建特高壓站的驗(yàn)收有重要的指導(dǎo)意義。對特高壓避雷器直流參考電壓及泄漏電流進(jìn)行測量，對試驗(yàn)儀器選型及試驗(yàn)方法的探討，為今后特高壓站試驗(yàn)打下良好基礎(chǔ)。

［1］GB 11032—2010 交流無間隙金屬氧化物避雷器［S］.

［2］Q／GDW 1307—2014 1 000 kV交流系統(tǒng)用無間隙金屬氧化物避雷器技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］Q／GDW 1168—2013 輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［4］李一星.電氣試驗(yàn)基礎(chǔ)［M］.北京：中國電力出版社，2001.

DC Reference Voltage and Leakage Current Test Resolve for 1 000 kV Arrester

SHANG Guoliang，YUAN Jiwei，ZHAO Guangfang，DING Yongming
（State Grid Shandong Electric Power Maintenance Company，Jinan 250118）

Taking the 1 000 kV arrester hand-over test of the Quancheng substation，which is the first 1 000 kV UHV station in Shandong province，as an example，the UHV DC reference voltage arrester leakage current test procedures and requirements，test methods and test equipment selection and precautions are descripted detailedly by comparing with the conventional arrester.

1 000 kV arrester；DC voltage reference；leakage current

TM862

B

1007－9904（2017）02－0049－03

2015-09-06

尚國良（1989），男，工程師，主要從事電氣試驗(yàn)工作；

袁計委（1984），男，工程師，主要從事電氣試驗(yàn)工作；

趙廣方（1989），男，工程師，主要從事電氣試驗(yàn)工作；

丁永明（1973），男，高級工程師，主要從事電氣試驗(yàn)工作。