交接試驗中GIS內避雷器持續電流測量方法的改進

于　躍，李　健(連云港供電公司，江蘇連云港22200)

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交接試驗中GIS內避雷器持續電流測量方法的改進

于躍，李健
(連云港供電公司，江蘇連云港22200)

摘要：避雷器的持續電流指的是在持續運行電壓下流過避雷器的電流。當避雷器內部受潮時，其持續電流會增大，當避雷器電阻片存在老化缺陷時，持續電流中的阻性電流所占的比例會明顯偏大。因此，在避雷器投運前，必須對避雷器進行持續電流測量。文中研究了現有的全封閉組合電器（GIS）內避雷器持續電流的測量方法，對其不足之處進行了分析并做出了改進，提出了一種新的GIS內避雷器持續電流的測量方法，適用于避雷器投運前的交接試驗。

關鍵詞：避雷器；持續電流；GIS

全封閉組合電器（GIS）設備自20世紀60年代實用化以來，已廣泛運行于世界各地。GIS不僅在高壓、超高壓領域被廣泛應用，而且在特高壓領域也被使用。與常規敞開式變電站相比，GIS的優點在于結構緊湊、占地面積小、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強、環境適應能力強，維護工作量很小。但是其結構上的優點卻給部分設備的高電壓現場試驗帶來了困難。尤其是避雷器持續電流的測量，避雷器的持續電流是反映避雷器質量好壞的重要指標，持續電流的大小反映避雷器內部的受潮程度，持續電流中阻性電流的大小反映著避雷器內部電阻片的老化程度和工藝水平[1]。對于敞開式變電站的避雷器，在交接試驗中往往采用常規加壓法，通過在避雷器上外加一個運行電壓來測量流過避雷器的持續電流。對于GIS內的避雷器，由于其結構特點，無法單獨對避雷器施加電壓，只能通過對GIS內所有設備施加運行電壓來檢測避雷器的持續電流。

GIS中的設備包括壓變、流變、斷路器和隔離刀閘都處于帶電狀態。由于其含有斷路器、隔離開關、接地開關、互感器等多個設備，組成的整體系統對地電容遠大于單個避雷器的對地電容，根據試驗電流與被試品電容量成正比這一原理，將整條進線升至運行電壓后的試驗電流會很大，所以這種加壓方法需要很大容量的試驗變壓器，這一點在現場工作中難以實現[2]。如果采用變頻諧振頻率施加電壓，又不能滿足持續電流測量的條件，所以從以上現狀上來看，盡快研究出一種既能滿足試驗要求，又具備現場可操作性的避雷器持續電流測量方法非常必要。

1　壓變側加壓法測量避雷器持續電流的原理

GIS內的線路屬于全封閉狀態，因此通常采用在主變側加壓來對GIS內部所有設備施加外加電壓，如圖1所示。

圖1　常規加壓法測量持續電流

測量GIS內避雷器的持續電流需要試驗儀器有大容量試驗變壓器，避雷器參數測試分析儀等，常規的試驗方法存在以下弊端：

（1）大容量試驗變壓器不方便攜帶，為現場工作帶來不便，影響工作效率。

（2）試驗加壓是對整條母線施加運行電壓，并且需要較長的加壓時間，對試驗人員的操作要求高，可操作性較低。

（3）試驗加壓階段需要多人監護現場，防止人身事故的發生，為保證試驗的安全，需要浪費較多的人力物力。

經過對現有試驗方法的分析，發現要提高試驗的可操作性和效率的主要方法是找到一種合理的試驗加壓方法，因為避雷器持續電流測量本身需要的電壓不高，需要的試驗設備容量也不大，通過分析GIS內部的結構，發現從避雷器相鄰設備的電壓互感器的二次側加壓，讓電壓互感器充當試驗變壓器，直接給避雷器加壓，是一個很好的加法方法。由于GIS內的電壓互感器本身就相當于一個單相變壓器，當在其一次側施加一個高電壓時，互感器發揮降壓變壓器的作用，將一次側高電壓降為二次側的低電壓。當在其二次側施加低電壓時，其又發揮著升壓變壓器的作用，將二次側低電壓升為一次側的高電壓。在試驗時，充分利用電壓互感器的這一工作原理，讓其作為試驗變壓器，發揮升壓變壓器的作用。由于加壓時帶電設備只有避雷器、壓變和壓變地刀，加壓部分相對常規方法減少很多，加壓系統對地電容也很小，所以試驗電流也相應減小，GIS內電壓互感器完全可以滿足避雷器加壓時的容量要求，在用此方法提高了GIS交接試驗的試驗效率。該試驗的原理接線圖如圖2所示。

圖2　試驗原理接線圖

由圖2可知，通過壓變為避雷器施加持續運行電壓，將電流測試儀的電流測試線與避雷器連接，讀取流過避雷器的電流信號，將電流測試儀的電壓線與壓變二次側連接，讀取施加在避雷器上的電壓信號。通過測試儀計算分析，得到流過避雷器的持續電流和持續電流中阻性電流分量的數值。與常規方法相比，壓變側加壓法需要的加壓設備僅為一臺調壓器，試驗的工作效率得到了提高；新方法只需要對避雷器進行單獨加壓，將GIS內的其他設備排除在外，試驗安全性和可操作性也得到了保證，解決了常規加壓方法中出現的各種問題。

2　壓變側加壓法在現場工作中的應用

采用壓變側加壓法測量避雷器的持續電流，需要的試驗儀器只有調壓器和避雷器參數測試分析儀，通過調壓器對電壓互感器的二次側施加電壓，從而對避雷器加壓，然后通過避雷器參數測試儀來測量避雷器的持續電流。基于以上理論基礎，2015年11月，在新投運的程圩變電站110 kV GIS設備交接試驗中，采用壓變側加壓法對GIS內的避雷器進行了持續電流測量并與出廠數據進行比較分析，試驗數據如表1所示。

參照國網江蘇省電力公司Q/GDW 10《輸變電設備交接試驗規程》[3]對GIS內金屬氧化物避雷器交接試驗的要求：（1）三相持續電流偏差不大于5%；（2）阻性電流占持續電流比例不大于30%。則該組避雷器符合交接試驗要求。

表1　程圩變110 kV避雷器試驗報告μA

為對試驗的準確性進行驗證，同時也采用了常規加壓法，并與新方法進行對比，試驗數據如表2所示。

表2　程圩變110 kV避雷器試驗報告μA

將這2種試驗方法的操作過程和試驗數據進行對比。通過試驗操作過程對比，發現在操作性和試驗效率方面，壓變側加壓法遠高于常規試驗方法，不僅能夠快速高效完成試驗，還可以提高試驗的安全性。通過試驗數據對比，發現采用新舊方法所測得的數據非常接近，同時也與出廠試驗數據相差無幾，驗證了壓變側加壓法所測得數據的準確性。

3　結束語

為了提高GIS交接試驗中避雷器持續電流測量的操作性和安全性，本文設計了一種新試驗方法即壓變側加壓法。分析了常規方法的弊端與新試驗方法的改進之處，說明了新試驗方法的原理，介紹該方法的接線與試驗過程，對試驗數據的準確性進行了驗證。該試驗方法具有操作性好、高效率、高安全等特點。可以有效地提高GIS交接試驗的工作效率和質量，為GIS的試驗工作和試驗人員的人生安全提供了技術保證。

參考文獻：

[1]邱慶昌.避雷器持續電流及其監測[J].電瓷避雷器，2003(1)：44-45.

[2]牛保娣，尹麗娜.分析金屬氧化物避雷器及其電氣試驗[J].建材發展導向，2015(8)：47-49.

[3] Q/GDW-10-108-02-001—2014輸變電設備交接試驗規程[S].

于躍（1987），男，江蘇連云港人，工程師，從事電氣試驗工作；

李健（1966），男，江蘇連云港人，工程師，從事電氣試驗工作。

故障分析

Improvement on the Measurement of Continues Current for the Lightning Arrester in GIS

YU Yue, LI Jian
(Lianyungang Power Supply Company, Lianyungang 222000, China)

Abstract：When the operating voltage applied to arrester continuously, the current flowing through the arrester is the continuous current. When the arrester internal is damp, the continuous current increases. When the arrester varistor aging, the resistive current of continuous current increases. Therefore, before the arrester put into operation, the continue arresters current must be measured. This paper studies the existing measurement methods for GIS arrester continuous current. According to shortcomings analysis, a new method for GIS arrester continuous current measurement is proposed.

Key words：lightning arrester; continuous current; GIS

作者簡介：

收稿日期：2015-11-17；修回日期：2015-12-29

中圖分類號：TM862

文獻標志碼：B

文章編號：1009-0665（2016）02-0077-02