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

（國網山東省電力公司檢修公司，濟南 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

（國網山東省電力公司檢修公司，濟南 250118）

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

1 000 kV避雷器；直流參考電壓；泄漏電流

0 引言

隨著特高壓建設步伐的加快，特高壓設備相關交接、例行試驗的規程、技術、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的重要設備，其性能的優劣與系統過電壓和絕緣配合的關系很大，直接影響系統運行的可靠性，因此，嚴格安裝規程要求對其進行交接試驗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 特高壓避雷器結構

1 1 000 kV泉城站特高壓避雷器結構及型號

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，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成，共分為5節。其外形結構如圖1所示。

1 000 kV避雷器內部采用4柱電阻片柱并聯結構用以降低避雷器殘壓，并在電阻片組間裝有均流電極，用于改善產品電流分布性能。其芯體結構如圖2所示。

圖2 特高壓避雷器芯體結構

泉城站特高壓避雷器相關參數為：

型號：Y20W1-828／1620

系統標稱電壓 ：1 000 kV

避雷器額定電壓：828 kV

持續運行電壓：638 kV

標稱放電電流：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 規程要求及試驗儀器選型

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而發生熱崩潰。

通過金屬氧化物避雷器的直流參考電壓與泄漏電流試驗，可以有效發現避雷器內部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交流系統用無間隙金屬氧化物避雷器技術規范》及相關技術要求［1-2］，特高壓避雷器交接驗收直流參考電壓與泄漏電流試驗與常規避雷器有較大不同，其詳細規定如表1所示［2-3］。

表1 特高壓避雷器與常規避雷器試驗區別

根據試驗要求，整只特高壓避雷器的直流8 mA下的參考電壓不應小于1 114 kV，0.75 U8mA下的泄漏電流應不大于200 μA［2］。考慮避雷器由5節組成，且每節避雷器可以單獨測量，在留出適當工作余量的情況下，在試驗儀器選擇上可選取直流高壓發生器最高電壓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%；直流高壓發生器主要技術參數為：

直流輸出電壓：0～400 kV連續可調

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：≤1%

電流測量誤差：≤0.5%

需要特別說明的是，若考慮設備運行后的例行試驗，根據現場實際情況，因與避雷器相連的高壓線解開比較困難，在不解導線的情況下進行直流8 mA參考電壓測量時，會出現兩節避雷器并聯的情況，因此需要直流16 mA的輸出。再考慮到泄漏電流，建議選取直流發生器額定輸出電流為20 mA的設備。

3 試驗方法及注意事項

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

試驗時，嚴格安裝相關規程要求、試驗方案、儀器說明書及設備說明書進行接線［4］。試驗接線原理如圖3所示。

圖3 試驗接線原理

3.1 試驗過程

用安全圍欄對試驗現場進行封閉，并懸掛 “止步，高壓危險！”的標識牌；要封閉范圍，保證試驗過程中的安全距離；同時要指派專人對封閉區進行監視，防止人員靠近及誤入。

對避雷器進行放電并檢查避雷器外觀完好，對避雷器進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，其絕緣阻值不應低于2 500 MΩ。

直流高壓發生器應良好接地，并空升試驗，檢查直流高壓發生器工作正常。

按試驗接線原理圖接線后開始測量，試驗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對避雷器進行加壓，并讀取此時的泄漏電流值。

試驗完畢，將電壓降至0，切斷電源并對設備充分放電后才可以拆除試驗接線。

3.2 試驗結果判斷

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

3.3 試驗注意事項

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

作業現場嚴格執行安規要求，正確佩戴防護用品及使用安全工器具。

進行絕緣電阻及直流試驗測量后應對被試品充分放電。

4 結語

1 000 kV泉城站為山東電網首個特高壓變電站，其站內設備的交接試驗對以后例行試驗及新建特高壓站的驗收有重要的指導意義。對特高壓避雷器直流參考電壓及泄漏電流進行測量，對試驗儀器選型及試驗方法的探討，為今后特高壓站試驗打下良好基礎。

［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交流系統用無間隙金屬氧化物避雷器技術規范［S］.

［3］Q／GDW 1168—2013 輸變電設備狀態檢修試驗規程［S］.

［4］李一星.電氣試驗基礎［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，主要從事電氣試驗工作；

袁計委（1984），男，工程師，主要從事電氣試驗工作；

趙廣方（1989），男，工程師，主要從事電氣試驗工作；

丁永明（1973），男，高級工程師，主要從事電氣試驗工作。