500kV线路避雷器不拆线试验方法探讨

500kV线路避雷器不拆线试验方法探讨

张熙

（广东电网有限责任公司东莞供电局523000）

摘要：从多年试验实践出发，探讨了高空悬挂的500kV线路避雷器不拆除高压引线进行试验的方法。该方法可大大减轻高压线路拆接线工作量，并获得准确可信的测试结果，对运行的线路避雷器的试验和技术监督有积极的指导意义，同时指出高电压等级的线路避雷器停电预防性试验的必要性。

关键词：线路避雷器；试验方法；探讨

为了减少雷击故障对输电线路的影响，采用安装线路避雷器的措施，但是由于500kV线路避雷器的运行环境比较特殊，500kV线路避雷器定期预防性试验存在着较大的困难与分歧。随着500kV线路避雷器技术上逐渐完善以及避雷器离地较高，不拆线试验存在着一定的困难，但是为了早期发现500kV线路避雷器的缺陷，减少事故的发生，很有必要对500kV线路避雷器不拆线试验方法进行探讨。

1.线路避雷器概述及检测

1.1线路避雷器概述

线路避雷器在线路绝缘子两端并联连接，是用于制约操作过电压或者雷电过电压及（或）的复合外套金属氧化物避雷器。根据结构和用途的不同，线路避雷器可以分为带串联间隙避雷器和无间隙避雷器。串联间隙避雷器是由两部分组成的：复合外套金属氧化物避雷器本体和串联间隙，主要用于限制雷电过电压及（或）部分操作过电压；无间隙避雷器主要是用于制约操作过电压及雷电过电压。

1.2线路避雷器检测

（1）线路避雷器检测的必要性：由于质量控制不严，在出厂时线路避雷器就可能带有一些杂质，在高电压、电场的作用下，会造成局部区域的电阻片U1mA值和避雷器整体U1mA值减小；由于线路避雷器所处位置大多电阻率较高或者雷电活动较频繁，因此，定期检测存在着一定的困难，致使这些线路避雷器存在安全隐患。（2）现场检测项目有以下几个：测量绝缘电阻，判断缺陷是否存在；通过测量直流1mA时的临界动作电压U1mA，判断避雷器的动作性能是否满足要求；75%U1mA直流电压值一般情况下高于最大工作相电压值，通过测量75%U1mA直流电压下的泄漏电流，从而判断长期允许工作电流是否符合要求。

2.500kV线路避雷器不拆线试验方法

2.1氧化锌避雷器的特性

氧化锌避雷器的伏安特性如图1所示。图中的伏安特性可分为小电流区、非线性和饱和区。电流在1mA以下的区域为小电流区，非线性系数α较高，此区域内随电压的升高，电流将缓慢上升。电流在1mA到3kA之间，通常为非线性区，非线性系数α大大降低，此区域内电压稍有升高，电流将大幅度上升。电流>3kA，进入饱和区，电压升高，电流上升缓慢。

2.3检测设备和方法

500kV线路避雷器不拆线测试的检测设备是采用超轻型发电机以及便携式户外直流高压发生器，两种仪器配合使用。输出电源通过采用超轻型发电机得到滤波、稳压和波形校正等作用。输出电压稳定度由于采用电压大反馈（利用便携式户外直流高压发生器获得），并在电压漂移量较小的基础上得到较大的提升；采用单个多圈电位器来调节输出电压，这种方式操作比较方便，调节的精度较高，电压能够稳定上升；试验器的质量和体积通过采用分节倍压的方式，从而得到大幅的下降。便携式户外试验采用中频倍压电路、大功率IGBT器件和PWM脉宽调制技术，依据电磁兼容性理论为基础，试验时采取接地、屏蔽等一系列方式，保证试验的可靠性和安全性。500kV线路避雷器不拆线测试时为了尽量减少线路避雷器拆除及恢复工作，需要选取适合的试验接地方式。为了较好地解决常规试验强度大、试验结果失真等问题，避雷器不拆线测试采用绝缘绳隔离试验电缆和铁塔等措施。线路避雷器不拆除试验接线如下图3所示。

图4线路避雷器测试等值电路图

500kV线路避雷器不拆线测试的检测过程如下所示：使用便携式户外试验用直流高压发生器进行不拆除避雷器试验时，高压输出端采用耐高压屏蔽引线与避雷器测试端相连，将直流高压发生器固定放置在装有线路避雷器一侧的铁塔附近（距铁塔塔底10m～15m），并用绝缘绳将引线与塔身隔离，防止高压引线与塔身放电。高压发生器接地端与塔身接地体相连，同时引接地线通过塔身与避雷器接地端相连，进行试验。

2.4检测注意事项和周期

在对500kV线路避雷器进行不拆除试验时，应注意以下检测事项：（1）为了使500kV线路避雷器不拆除试验的准确性得以保证，在避雷器表面出现污渍和避雷器所处环境湿度较大的情况下，应该在试验前清洁避雷器的表面；（2）对于避雷器外套表面的污渍，最简单的办法是直接擦干净避雷器表面，另一种办法是采用短路环的办法，将避雷器外套接近测量端子的部位的泄漏电流旁路；（3）由于避雷器直流电流的临界点不同以及电流的非线性因素，进行避雷器试验时，应保证直流发生器的电流额定值大于回路的总电流；（4）为了避免试验回路利用接地网，应确保被试避雷器和直流发生器形成一点接地；（5）由于高压引线电晕的影响，在试验的时候，将耐高压屏蔽线使用在高压引线中，而且要保证塔身和高压引线之间的安全距离；（6）微安表的表面外壳有良较好的屏蔽功能，对避雷器进行下节试验时，要保证在外界电场的干扰下，验数据仍然准确可靠。依据试验情况和多年经验，500kV线路避雷器进行不拆除试验的检测周期可以从以下几个方面来决定：（1）如果线路避雷器一年内动作次数达到20次以上，则需要进行不拆除试验；（2）如果线路避雷器累计动作超过20次，则需要进行不拆除试验；（3）如果线路避雷器运行5年以上，则需要进行不拆除试验。

3.测试结果比较

以上试验方法，不用拆除沉重的500kV四分裂线路导线跳线，仅拆除避雷器末端在线监测仪接地线（铁塔两侧挂接的临时地线也不拆除），大大减轻了接线的工作量和劳动强度；采取不同位置的微安表（主要接在仪器的低压侧）的接线及屏蔽方式，另外采用绝缘绳隔离试验电缆和铁塔等措施，较好地解决了试验结果不稳定及与实际数据差异大等问题。500kV线路避雷器不拆线的测试结果与投运前避雷器在地面分节试验的结果相近；另外，2004年4月停电对江茂甲线线路避雷器试验（不拆线）过程中发现，直流参考电压明显降低的缺陷，在铁塔上的试验数据与避雷器拆下后在试验室试得结果也非常一致。

结论

经以上分析和多年试验实践证明，以上不拆除高压引线进行500kV线路避雷器试验方法，较好地排除电场干扰，可大大减轻高压线路拆接线工作量，同时测试结果准确可信。（2）虽然500kV线路避雷器数量不多，但避雷器健康水平对线路安全运行起着重要的作用，因此，进行避雷器停电预防性试验是必要的，特别是投运1~2a内必须进行停电预防性试验，以便及早发现和处理设备缺陷和隐患。可以开展500kV线路避雷器红外测试及阻性电流的带电测试，但由于其局限性，可作为监测避雷器运行状况的有效补充，但不能取代停电的预防性试验。

参考文献：

[1]陈化钢.电气设备预防性试验方法及诊断技术[M].中国科学技术出版社，2001.

[2]陈化钢.电气设备预防性试验技术问答[M].中国水利电力出版社，1997.

[3]中国南方电网有限责任公司.Q/CSG10007-2004电力设备预防性试验规程[S].