避雷器带电测试专用试验杆的研制

朱子龙 黄启泰

（广东电网公司珠海供电局，广东 珠海519000）

0 引言

目前，在电力系统中应用最为广泛的一类避雷器称为金属氧化锌避雷器，主要组成为叠加的氧化锌阀片。此阀片要长期承受运行电压的作用，因而不断有泄漏电流流过，如果金属氧化锌避雷器在运行中发生劣化，通过氧化锌阀片的泄漏电流就会增大，使得金属氧化锌避雷器发热严重，最终导致其热崩溃而发生设备事故［1－2］。所以在实际工作中，可通过避雷器带电测试仪器测试运行中通过金属氧化锌避雷器的泄漏电流来判断其运行状况。然而，在进行此项工作时，存在2个比较突出的问题：（1）接线繁琐，测试效率较低；（2）带电接线有人身触电风险。因此，珠海供电局高压二班研制了避雷器带电测试专用试验杆来避免这2个问题。

1 避雷器带电测试专用试验杆

针对测试效率低及人身触电风险2个问题，珠海供电局高压二班研制了避雷器带电测试专用试验杆，该试验杆是基于验电笔绝缘杆加工改造而成，其特点是：轻便，对测试数据基本无影响，实现以试验杆代替人手来进行接拆线的工作，避免梯子的使用及搬运，降低人身触电、高空坠落风险。

1.1 试验杆前端结构设计

1.1.1 前端结构材料选择

试验杆前端结构主要作为中间媒质用于测试引线与避雷器测试接点之间的电气连接，所以必须使用可导电的金属材料，常见的金属材料有铁、铜、铝、铝合金等，现统计了这4种常见金属的相关特性，如表1所示。

表1 常见金属材料特性

从实用性出发，综合考虑材料导电率、耐腐蚀特性、密度、硬度等多个方面的因素，最终选择铝合金作为前端结构的制造材料。

1.1.2 前端结构形状设计

经分析论证，结合现场实际，最终确定试验杆前端结构形状及具体尺寸如图1所示（图中数值单位：cm）。

主要尺寸的选择依据如下：

FG段长度：为内钩的深度，放电计数器上端引线的宽度一般为1cm左右，为达到勾取的效果，内钩的深度必须大于此数值，但是内钩的深度不能太大，否则在挂接引线的时候需要将试验杆伸得较高，一方面缩小了安全距离，另外一方面也增加了试验引线取下的难度。结合实际的测试情况，最终设计此数值为2cm。

图1 前端结构最终设计图

EF段长度：为内钩的宽度，此段的设计也主要从测试杆前端钩锯结构挂取的实际需求方面考虑。此宽度不能太窄，必须大于放电计数器上端引线高度且留有裕度，否则挂取的时候会非常困难；也不能太宽，否则会造成前端结构体积过大，浪费材料，也加大了整套试验杆的重量，不利于试验杆的使用。考虑上述两方面因素，通过实际的测试，最终设计此数值为4.5cm。

BC段长度：为前端结构与绝缘杆连接处（C点）到前端结构最高处（B点）的长度，此处尺寸主要从安全距离方面考虑。试验杆整体长度＝绝缘杆长度＋BC段长度，试验杆长度最长允许为120cm，所用绝缘杆本身长度为100cm，则BC段允许最大长度为120－100＝20cm。从方便使用及节约材料的角度考虑，最终确定BC段长度为4.8cm。

1.2 绝缘杆长度选择

在绝缘杆长度的选择方面，统计了各个电压等级避雷器放电计数器离地高度（在珠海地区，仅表2中3个电压等级需做避雷器带电测试工作）、高压一次引线离地高度、验电器绝缘杆长度，从安全性及实用性的角度对绝缘杆的长度进行了选择，如表2所示。

表2 避雷器放电计数器及一次引线离地高度统计表

避雷器放电计数器上端引线即带电测试时避雷器本体的测试接点，从表2中可看出，上述3种电压等级的放电计数器离地高度一致，即不同电压等级下避雷器本体测试接点高度相同；同样从表2可以看出，高压一次引线离地高度距离最近的为110kV电压等级，在测试接点离地高度一致的情况下，若能与离地距离最近的高压一次引线保持足够的安全距离，则其余离地距离较远的高压一次引线安全距离同样可得以满足，所以最终选择110kV验电笔单节绝缘杆用于试验杆的制作。

2 试验杆安全性及使用效果

首先对试验杆进行了安全性现场验收，试验人员手臂伸长后总高度为2.1m（珠海供电局高压试验人员最高总高度），在使用试验杆后，试验杆前端结构仍位于避雷器本身的金属法兰之下（避雷器本身金属法兰一定在高压一次引线放电范围之外，否则在正常运行时可能会造成一次引线对其放电），安全性验收通过。

接着对试验杆进行了测试效果的验收，主要是验收试验杆使用后试验数据是否出现较大误差，同时使用试验杆及人手工接拆线2种方式对多组避雷器进行测试。现场试验数据表明，试验杆的使用对试验数据基本无影响。任意选取其中3组数据（数据量较多，无法一一列出），如表3所示。

表3 手工接拆线及使用试验杆后的试验数据

从表3可以看出，使用试验杆后对试验结果基本无影响，测试效果验收通过。

继续对试验杆的使用效果进行验收，主要验收项目为试验杆使用前后所需的时间。现场统计如表4所示。

表4 避雷器带电测试各流程所需时间

从表4可以明显看出，使用新工具后，测试单组避雷器（单组避雷器包括A／B／C三相）时间从9min降至4min，缩短了55.6%的测试时间。

3 结语

本文所研制的避雷器带电测试专用试验杆基于110kV验电笔单节绝缘杆改造，其材料来源简单且加工容易，成功地解决了避雷器带电测试过程中出现的测试效率低及人身触电风险2个问题。同时，在基本不影响测量数据的情况下，使测试过程简单化，为试验人员能够在一天内测试多个变电站避雷器提供了一种新的途径。

［1］严玉婷，黄炜昭，江健武，等.避雷器带电测试的原理及仪器比较和现场事故缺陷分析［J］.电瓷避雷器，2011（2）

［2］罗容波，王岩，李国伟.带电检测技术在避雷器状态诊断中的成功应用［J］.电瓷避雷器，2011（6）