交接試驗中避雷器持續電流試驗方法探討

韓宏偉

摘? 要：避雷器在變電站交接試驗中開展持續運行電壓下的持續電流試驗，由于避雷器還未接入電網無法取得持續運行電壓，需要人為對其施加持續運行電壓。750kV電網中避雷器工頻運行電壓高，滿足此電壓的工頻試驗變壓器存在運輸不便問題，交接試驗可采用串聯諧振方法對其施加持續運行電壓。

關鍵詞：交接試驗;避雷器;持續運行電壓;持續電流

中圖分類號：TM862 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）21-0146-02

Abstract： The lightning arrester carries out the continuous current test under the continuous operating voltage in the substation handover test. Because the lightning arrester has not been connected to the power grid and can not obtain the continuous operating voltage， it is necessary to artificially apply the continuous operating voltage to the arrester. The power frequency operation voltage of lightning arrester in 750kV power grid is high， and the power frequency test transformer satisfying this voltage has the problem of transportation inconvenience. Therefore， the series resonance method can be used to apply continuous operation voltage to it in the handover test.

Keywords： handover test; lightning arrester; continuous operating voltage; continuous current

避雷器是電網中用于抑制過電壓的重要設備，交流無間隙金屬氧化物避雷器具有優異的非線性伏安特性，響應特性好、無續流、通流容量大、殘壓低、抑制過電壓能力強、耐污穢、抗老化、不受海拔約束、結構簡單、無間隙、密封嚴、壽命長等特點，廣泛應用于各級電網中。

GB 50150-2016《電氣裝置安裝工程 電氣設備交接試驗標準》中規定，避雷器在交接試驗時開展持續運行電壓下持續電流測試[1-2]。在交接試驗時，避雷器并未接入電網，因此需要人為施加持續運行電壓。避雷器的持續電流是由阻性和容性電流分量組成，是表明避雷器運行工況的重要參數[3-4]。

750kV避雷器的持續運行電壓為462kV，能滿足此電壓的工頻試驗變壓器體積大、重量重，不適合開展現場試驗。串聯諧振試驗設備具有體積小、需要電源容量小、運輸方便等優勢，可以通過串聯諧振方式產生避雷器試驗需要的持續運行電壓。串聯諧振試驗設備通常是由勵磁變壓器、變頻試驗電源、電抗器組成，常用于容性設備交流耐壓試驗。因此采用串聯諧振方式對避雷器施加持續運行電壓時還需要容性設備配合。

本文提出兩種方式用于提供持續運行電壓：（1）采用與避雷器并行的電容式電壓互感器作為容性設備和電抗器組成諧振系統產生持續運行電壓;（2）利用試驗用耦合電容器和電抗器組成諧振系統產生持續運行電壓。通過理論計算和現場實踐表明，此兩種方法都可以產生滿足避雷器持續運行電壓下的持續電流試驗。

1 采用電容式電壓互感器組成諧振電路

變電站線路側通常會有線路側避雷器和線路側電容式電壓互感器，且兩者的距離較近，試驗時可借助電容式電壓互感器的耦合電容器和電抗器組成諧振系統，產生避雷器試驗所需的持續運行電壓。

電容式電壓互感器包括電容分壓器和電磁單元，電容分壓器相當于單節的電容器，750kV電容式電壓互感器由四節電容分壓器和電磁單元組成，C14、C13、C12三節電容分壓器是單節布置，第四節電容分壓器和電磁單元通常連接在一起。因此可將C12尾端接地，采用上三節電容分壓器作為串聯諧振電路中所需的電容器。電容分壓器單節工頻耐壓值為296kV，三節串聯可承受888kV工頻電壓，此電壓遠大于避雷器試驗所施加的工頻參考電壓462kV，試驗過程中不會對電容分壓器造成損壞。

某變電站電容式電壓互感器型號為YH20W-600/1380W，電容分壓器C14、C13、C12電容量分別為19.47nF，19.48nF，19.46nF，三節電容分壓器單元串聯后總電容量為6.5nF。試驗電抗器型號為HVFR-360/300，電感量為800H，額定電壓300kV，額定電流1.2A/30min。監測用分壓器型號為：HV2-500，額定電壓250/500kV，電容量2/1nF，工作頻率30-300Hz。

電抗器采用兩節串聯，總電感量為1600H，分壓器電容量為1nF，理論計算諧振頻率為45.97Hz，電抗器電流為1A，電壓、電流、頻率均在試驗設備和被試品要求范圍。

2 采用試驗用耦合電容器組成諧振電路

這種試驗方法可用于單獨安裝的避雷器，如主變出口避雷器，避雷器附近沒有電容式電壓互感器。對此類型避雷器進行持續電流試驗時，可采用試驗用耦合電容器和串聯電抗器組成串聯諧振電路來產生試驗電壓。

現有三組試驗用耦合電容器，參數如表2所示：

采用OAM600-0.002H、OAM600-0.003H兩組電容器并聯，總電容量為4.98nF，分壓器電容量為1nF，理論計算諧振頻率為51.48Hz，電抗器電流為0.89A，電壓、電流、頻率均在試驗設備和被試品要求范圍。

3 現場試驗結果

3.1 采用電容式電壓互感器組成諧振電路試驗結果

采用此方法對某變電站型號為Y20W5-600/1380W的金屬氧化物避雷器進行運行電壓下持續電流試驗，以A相電容式電壓互感器上三節電容分壓器單元作為試驗回路中的電容器，與電抗器組成諧振電路來產生試驗所需電壓。試驗過程中在變頻源輸出電壓允許范圍內將試驗頻率盡可能接近實際運行時的工頻50Hz。

3.2 采用試驗用耦合電容器組成諧振電路試驗結果

采用此方法對某變電站型號為YH20W-600/1380W的金屬氧化物避雷器進行持續運行電壓下持續電流測試，采用電抗器和試驗用耦合電容器組成諧振電路來產生試驗所需電壓。試驗過程中將試驗頻率盡可能接近實際運行時的工頻50Hz。

4 結論

串聯諧振試驗裝置具有組裝、運輸方便、電源容量要求小等優點，上述兩種方法均可實現避雷器運行電壓下阻性電流測試中所需試驗電壓。

通過對上述兩種方法的理論計算和現場試驗應用，兩種方法都可實現避雷器運行電壓下阻性電流試驗中所需的試驗電壓。因此在750kV避雷器交接試驗中，可以運用上述方法開展試驗，既滿足試驗要求，同時方便試驗設備運輸和組裝。

參考文獻：

[1]電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準：GB 50150-2016[S].北京：國家電網公司，2016.

[2]交流無間隙金屬氧化物避雷器：GB 11032-2010[S].北京：國家電網公司，2011.

[3]鐘丹田，高強，張軍陽，等.特高壓交流金屬氧化物避雷器在線監測裝置研制[J].電瓷避雷器，2018（04）：120-123.

[4]郭磊，丁國君，姚帥，等.特高壓變電站金屬氧化物避雷器帶電檢測試驗數據分析[J].電瓷避雷器，2016（06）：156-161.