屏蔽法測(cè)量金屬氧化物避雷器的泄漏電流

秦錕

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司保山供電局，云南 保山 678000)

屏蔽法測(cè)量金屬氧化物避雷器的泄漏電流

秦錕

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司保山供電局，云南 保山 678000)

泄漏電流是表征其性能的重要參數(shù)，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，試驗(yàn)值臨界于規(guī)程值，不能作出準(zhǔn)確的判斷。以500 kV金屬氧化物避雷器的預(yù)防性試驗(yàn)為例，分析了避雷器試驗(yàn)中影響泄漏電流的因素及常規(guī)試驗(yàn)方法測(cè)量誤差大的原因，提出了在試驗(yàn)時(shí)用屏蔽線進(jìn)行避雷器試驗(yàn)的俗稱屏蔽法的試驗(yàn)方法，以減小測(cè)量誤差及工作量。

屏蔽法；金屬氧化物；避雷器；泄漏電流

0 前言

金屬氧化物避雷器 (以下簡(jiǎn)稱MOA)具有無間隙、無續(xù)流等優(yōu)異的技術(shù)性能逐漸取代其他類型避雷器，在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。MOA的泄漏電流是表征其性能的重要參數(shù)，施加0.75 U1 mA時(shí)要求它不大于50 μA[1]。隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，其MOA泄漏電流值臨界于規(guī)程值，不能作出準(zhǔn)確的判斷。現(xiàn)場(chǎng)影響泄漏電流試驗(yàn)的因素較多，尤其是500 kV變電站，每相MOA一般都有3節(jié)，試驗(yàn)時(shí)其頂部往往接地，故現(xiàn)場(chǎng)單節(jié)泄漏電流的測(cè)量值大于實(shí)際值，給試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確判斷帶來困難。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，采用常規(guī)的試驗(yàn)方法，登高作業(yè)次數(shù)較多，給試驗(yàn)增加了不安全性。本文以500 kV變電站MOA的預(yù)防性試驗(yàn)為例，分析影響泄漏電流測(cè)量的因素，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法進(jìn)行研究，提出了在試驗(yàn)時(shí)用屏蔽線進(jìn)行MOA試驗(yàn)的俗稱屏蔽法的試驗(yàn)方法，以減小測(cè)量誤差及工作量。

1 影響泄漏電流試驗(yàn)的因素

1.1 高壓引線的影響

在圖1接線中，高壓引線及高壓輸出端均暴露在空氣中，其對(duì)地、對(duì)絕緣支撐物和臨近設(shè)備等均有一定的雜散電流、泄漏電流流過。

圖1 高壓引線對(duì)地雜散電流及表面泄漏電流示意圖

I0：試品內(nèi)部泄漏電流 I1：高壓引線對(duì)地雜散電流I2：屏蔽線對(duì)地雜散電流 I3：高壓引線及高壓端通過空氣對(duì)地雜散電流 I4：高壓引線對(duì)臨近設(shè)備的雜散電流I5：設(shè)備外殼表面對(duì)地的泄漏電流

通過圖1可以看出，在不同位置時(shí)流過微安表的電流分別是：

現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)過程中，PA 1位置微安表接于高壓端，使用屏蔽線將高壓引線的泄漏電流屏蔽，誤差較小；PA 2位置誤差最大，且不容易屏蔽，一般不使用此試驗(yàn)接線；PA 3位置，雜散電流I1、I2、I3、I4不通過微安表，且I5可以通過磁套清潔消除，誤差最小，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中通常采用此接線。

1.2 溫度對(duì)泄漏電流的影響

溫度對(duì)泄漏電流測(cè)量結(jié)果影響較大。溫度升高，絕緣電阻下降，泄漏電流增大，不同材質(zhì)、不同結(jié)構(gòu)的試品其變化特性不同。對(duì)于不同溫度下測(cè)量的泄漏電流值進(jìn)行比較時(shí)，要考慮溫度的影響。

1.3 殘余電荷的影響

MOA絕緣中的殘余電荷是否放盡，直接影響泄漏電流的數(shù)值。當(dāng)殘余電荷極性與直流輸出電壓同極性時(shí)，泄漏電流有偏小的誤差；極性相反時(shí)，有偏大的誤差。因此泄漏電流試驗(yàn)前和重復(fù)試驗(yàn)時(shí)，均需要對(duì)被試品進(jìn)行充分放電[2-3]。

2 常規(guī)試驗(yàn)方法及誤差

圖2 上節(jié)MOA試驗(yàn)接線簡(jiǎn)圖

I1：上節(jié)泄漏電流I2：上節(jié)磁套泄漏電流I3：中、下節(jié)泄漏電流I4：中、下節(jié)磁套泄漏電流

圖2為3節(jié)MOA上節(jié)泄漏電流常規(guī)試驗(yàn)接線，由于上節(jié)頂部接地，只能采取上節(jié)底部加壓，微安表接直流發(fā)生器高壓輸出端，高壓引線加屏蔽的測(cè)量方法。設(shè)微安表的讀數(shù)為I0，則：

因此，按圖2接線的泄漏電流相對(duì)誤差為：

式中I2、I4可以通過清潔磁套排除，故引起測(cè)量誤差主要是I3，因此△I=I3/I1，現(xiàn)分兩種情況來分析測(cè)量誤差△I。

1)U1mA下泄漏電流測(cè)量時(shí)，外施電壓U試= U1mA(6)，中、下節(jié) MOA上的電壓分別為 0.5 U1mA，因MOA的非線性，I3＜50 μA，而這時(shí)微安表讀數(shù)I0為1 000 μA，故上節(jié)泄漏電流I1≈I0=1 000 μA，其相對(duì)誤差△I＜5%，可忽略不計(jì)。

2)0.75 U1mA下泄漏電流測(cè)量時(shí)，U試=0.75 U1mA(7)，上、中、下3節(jié)MOA上的電壓分別為0.75 U1mA、0.375 U1mA、0.375 U1mA，3節(jié) MOA的泄漏電流都比較小，根據(jù) MOA的非線性曲線[4]，中下節(jié)引起的誤差就不能忽略[5]。

中、下節(jié)試驗(yàn)時(shí)將微安表接在圖1中PA 3的位置，微安表只讀取本節(jié)的泄漏電流，采用屏蔽線可消除本節(jié)磁套產(chǎn)生的泄漏電流，誤差較小。

3 屏蔽法試驗(yàn)接線及誤差分析

圖3 屏蔽法試驗(yàn)的接線圖

AB、CD為帶屏蔽層是高壓試驗(yàn)線，其中B、D為高壓試驗(yàn)線的芯線

屏蔽法試驗(yàn)接線如圖3所示，上節(jié)MOA試驗(yàn)時(shí)，B線接在直流發(fā)生器高壓輸出端，A、C、D線同時(shí)接于屏蔽層，由于高壓輸出B與屏蔽D點(diǎn)為等電位，這樣對(duì)于中節(jié)避雷器而言是無電位差，所以不論是避雷器本體還是瓷套表面均無泄漏電流。對(duì)于下節(jié)，瓷套表面的泄漏電流和下節(jié)避雷器本體的泄漏電流分別從C點(diǎn)和D點(diǎn)進(jìn)入屏蔽層而不會(huì)進(jìn)入B點(diǎn)的測(cè)量回路。這樣中節(jié)MOA無泄漏電流，下節(jié)MOA泄漏電流I3流入屏蔽層，消除了中、下節(jié)MOA泄漏電流帶來的影響，誤差比常規(guī)試驗(yàn)誤差小。

中節(jié)MOA試驗(yàn)時(shí)，B線接在直流發(fā)生器高壓輸出端，A線接在屏蔽層，D、C線分別接在低壓微安表的正負(fù)極 (可以用帶微安檔的萬(wàn)用表代替)，此時(shí)微安表的讀數(shù)為中節(jié)MOA的泄漏電流，消除了上、下節(jié)MOA泄漏電流的影響。

下節(jié)MOA試驗(yàn)時(shí)，D線接在直流發(fā)生器高壓輸出端，A、B、C線同時(shí)接于屏蔽層，這樣中節(jié)MOA無泄漏電流，上節(jié)MOA泄漏電流I1流入屏蔽層，消除了上、中節(jié) MOA泄漏電流帶來的影響。

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，采用屏蔽法試驗(yàn)，U1mA值變化不大；上節(jié)MOA的泄漏電流采用屏蔽法試驗(yàn)，排除了中、下節(jié)MOA的影響，泄漏電流值比常規(guī)法小了很多，給試驗(yàn)判斷提供了很好的依據(jù)。同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，采用AB、CD做試驗(yàn)加壓線，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)只需要一次性接好MOA端，在地面進(jìn)行試驗(yàn)接線的變換，跟常規(guī)法對(duì)比減少了高空作業(yè)的次數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作量。

4 結(jié)束語(yǔ)

MOA已成為電力系統(tǒng)中不可缺少的設(shè)備，其健康狀態(tài)對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到非常重要的作用。但隨著MOA運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，部分MOA的泄漏電流已經(jīng)接近規(guī)程臨界值，用常規(guī)法試驗(yàn)容易造成誤判。本文提出屏蔽法對(duì)MOA進(jìn)行試驗(yàn)，并運(yùn)用于宣威電廠 MOA的試驗(yàn)中，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)工作量分析，認(rèn)為屏蔽法是一種有效的。

[1] Q/CSG 1 0007-2004.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程 [S].

[2] 李建明.高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法 [M].中國(guó)電力出版社，2001.

[3] 陳天翔，王寅仲.電氣試驗(yàn) [M].中國(guó)電力出版社，2005.

[4] 楊保初，劉曉波，戴玉松.高電壓技術(shù) [M].重慶大學(xué)出版社，2002.

[5] 鄧雨榮.金屬氧化物避雷器泄漏電流的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試 [J].高電壓技術(shù)，2001(12)：65-66.

Research on Leakage Current Measurement for Metal Oxide Surge Arrester with Shielding Method

QIN Kun
(Baoshan Power Supply Bureau，Yunnan Power Grid Co.，Ltd.，Baoshan，Yunnan 678000，China)

Leakage current is an important parameter of characterization of its performance，as the growth of the running time，experimental value will be critical in specification，so that it can not make an accurate judgment.This paper based on the 500 kV preventive test of metal oxide surge arrester as an example，analyzes the influencing factors of leakage current in arrester test and the reason for great error in the conventional test method，proposed in the test with the shielding wire method that is commonly known as shielding arrest test experiment，in order to reduce the measurement error and the workload.

screen method；metal oxide；arrester；leakage current

TM85

B

1006-7345(2015)06-0078-03

2015-09-03

秦錕 (1982)，男，工程師，云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司保山供電局，從事高電壓試驗(yàn)及生產(chǎn)管理工作 (email)qinkun82＠126.com。