1000kV金属氧化物避雷器现场直流高压试验方法分析

宋东波黄 洁程登峰秦少瑞陈 凡

（1.国网安徽省电力公司电力科学研究院，合肥 230022；2.国网安徽省电力培训中心，合肥 230022）

1000kV金属氧化物避雷器现场直流高压试验方法分析

宋东波1黄 洁2程登峰1秦少瑞1陈 凡1

（1.国网安徽省电力公司电力科学研究院，合肥 230022；2.国网安徽省电力培训中心，合肥 230022）

金属氧化物避雷器对保证电力系统的安全运行起着非常重要的作用，因此要定期对其进行例行试验，试验结果准确与否受多方面因素的影响。针对1000kV金属氧化物避雷器现场直流高压试验，分析了对参考电压和泄漏电流测量产生影响的因素和处理方法；重点对比分析了限流电阻对试验结果的影响，并提出了消除影响的方法；根据现场试验情况，提出了改进的试验接线方法，提高了工作效率。

屏蔽；限流电阻；泄漏电流；试验接线

避雷器主要用来限制雷电过电压或操作过电压对电力设备的损坏，对保证设备安全和电力系统的稳定运行起着非常重要的作用。金属氧化物避雷器（MOA）以其残压低、非线性特性好、通流能力强等优点在电网中得到了广泛的应用。在实际运行中MOA长期承受工频电压的作用，还受环境潮湿和污秽的影响，其电阻片容易受潮老化，最终导致温度异常升高甚至爆炸，因此需定期对其进行预防性试验［1-2］。MOA直流参考电压、直流泄漏电流以及运行电压下的阻性电流［3］等参数的变化，均能有效的反映其内部电阻片的受潮或老化情况，因此现场停电直流高压试验是 MOA预防性试验中最为重要的项目之一。

1 MOA现场直流试验的内容及研究现状

金属氧化物避雷器的现场直流试验主要包括直流参考电压和泄漏电流的测量，对于750kV及以下的MOA需测量直流1mA电压U1mA和0.75U1mA下的泄漏电流，而对于1000kV MOA《1000kV交流电气设备预防性试验规程》要求测量其直流8mA参考电压U8mA及0.75U8mA下的泄漏电流。

然而在现场进行 MOA直流试验时，并不能跟出厂试验一样可以在干燥、洁净的环境中对每个避雷器单元单独进行试验，现场复杂的环境情况及加压的接线方式均会对测量结果产生影响，导致测量不准，严重的甚至会造成误判。

从已有的研究来看，文献［4-6］重点阐述了避雷器表面泄漏及加压线与试品夹角对直流泄漏电流的影响，文献［7-8］重点讲解了限流电阻对试验结果的影响，文献［9-10］阐述了现场不拆引线进行直流试验的方法。上述文献均是对500kV及以下电压等级的MOA现场直流试验进行分析论证，然而 1000kV MOA每组拥有5个避雷器单元，且直流试验时要测量 8mA下的参考电压与 0.75U8mA下的泄漏电流，由于节数增多及试验电流的增大，现场非被试节泄漏对电流测量的影响更为复杂，限流电阻对试验结果的影响也更加明显，现场的工作量也相对增大。本文主要从影响直流泄漏电流的因素、限流电阻的使用、试验接线等几个方面，对1000kV MOA现场直流试验进行讨论分析。

2 MOA直流试验结果的影响因素及改进措施

2.1 试验结果的影响因素

MOA现场直流试验结果的准确与否受外部检测环境、试验接线方式及直流高压设备本身的影响。在进行 MOA直流泄漏电流测量时，影响其结果的主要有:①高压加压引线对地杂散电流；②试品加压端经空气对地杂散电流；③瓷套表面的泄漏电流；④非被试节的泄漏电流。

另外，在进行直流高压试验时，高压发生成套装置一般配备限流电阻，以防止试品击穿或闪络产生过大的电流而损坏试验设备。限流电阻的使用同样会对试验结果产生影响，它将使测得的直流泄漏电流及参考电压值偏大，试验加压示意图如图1所示。

图1 直流试验加压示意图

对于1000kV MOA现场测量的为8mA泄漏电流下的电压值，由于电流较大限流电阻的压降 UR不可忽略，而试验设备显示的为高压发生器输出的电压U，根据U=UR+UX，可知U大于施加到试品上的实际电压 UX，最终导致读取的 U8mA偏大；在测量0.75U8mA下的泄漏电流值时，若直接采用设备上0.75U8mA按钮，电压下降至0.75U8mA时泄漏电流仅为几十微安，与U8mA时相比限流电阻上的压降减小数十倍，导致最终施加到试品上的电压偏大，致使泄漏电流值偏大。

以1.5MΩ的限流电阻为例，测量U8mA时，读取的电压偏大 8UR=12kV；假设 0.75U8mA下避雷器泄漏电流 80μA，则施加到试品的电压偏大值为:12× 0.75-1.5×0.08=8.88kV，电压偏高造成泄漏电流值偏大。现场对一组避雷器加与不加限流电阻进行了试验对比，结果见表1。

表1 直流泄漏试验数据

由表中可以看出，加限流电阻时读取的电压均偏大约15kV，泄漏电流均偏高，严重的甚至偏高近1倍，超过出厂值，易造成误判。由文献［7-8］中介绍的限流电阻对 MOA直流试验结果的影响可知，对于500kV及以下的MOA限流电阻会使直流参考电压与泄漏电流值偏大，但其影响较小，一般情况测量时影响可以忽略，但对于1000kV MOA现场直流试验，限流电阻对结果的影响特别显著，其影响不可忽略。

2.2 提高试验准确性的改进措施

对于外部泄漏对试验结果的影响，提出以下改进措施:①采用带屏蔽的高压加压线，使杂散电流通过屏蔽层流过而不经过微安表；②用绝缘包扎带将高压加压处的线夹和法兰缠绕，以减小杂散电流值［6］；③在电流测量端距法兰两三个伞裙处加装屏蔽环，使泄漏从屏蔽层流过。对于非被试节泄漏电流对结果的影响，下文将结合 1000kV及 500kV MOA现场试验进行详细说明。

1000kV避雷器共有5节串联，现场采用不拆引线的试验方法，最上方一节接地。当其中某一节试验时，其他若干节串联后和被试节并联，它们本身以及瓷套表面的泄漏也会对试验结果产生影响，试验过程中可通过改变微安表的测量位置来消除非被试节的影响。以第2节避雷器试验为例，微安表在高压和低压端测量的等效原理图如图2所示，其中I1、I2分别为第2节及第3、4、5节串联后泄漏电流；I3、I4分别为第2节及第3、4、5节串联后瓷套表面的泄漏电流。

图2 微安表不同位置处试验原理图

如图2（a）所示，在高压端测量泄漏电流时微安表读数I=I1+I2+I3+I4，第3、4、5节串联后的泄漏以及瓷套表面的泄漏电流均被计入，使测得的泄漏电流偏大；如图1（b）所示，在接地端测量时微安表度数I=I1+I2，非被试节表面的泄漏电流并未从微安表流过，测量结果更加准确，对于其他节的测量可参考同样的方法进行。

对于现场不拆引线的500kV 3节装MOA，当测量其中间节的泄漏电流时，无论在其上端还是下端加压，等效电路中均有一节与被试部分并联，在共同的直流电压作用下，两节的泄漏电流基本相等，非被试节泄漏的影响不可忽略，此时必须在接地端测量泄漏电流。另外，还可能出现被试节泄漏达到1mA时非被试节泄漏已超过 1mA的现象，所以现场在条件允许的情况下需在高压端加装 3mA及以上微安表监测总的泄漏电流，防止直高发设备过载。

对于限流电阻给试验带来的误差，提出两种解决方法:

1）在避雷器的加压端接阻容分压器，从分压器读取U8mA电压值；计算出0.75U8mA值，手动调节设备加压按钮至分压器读数为0.75U8mA，记录泄漏电流，不可直接使用设备上的0.75U8mA按钮。

2）在保证避雷器底座和每节绝缘电阻满足要求且直流高压设备内部过流保护可靠的情况下，可除去设备输出端的限流电阻，直接将设备输出高压加到试品上进行试验。

方法 1可准确测量直流泄漏电流与参考电压值，但需加装分压器，增加了现场工作量；方法 2直接去掉限流电阻，在设备绝缘可靠及仪器保护完善的情况下，具有可行性。

3 改进的试验接线

在进行1000kV MOA现场试验时，由于避雷器单元连同支架总高度达十余米，因此必须吊车的配合才能进行试验接线。仅完成单相一次引线的拆解与恢复工作，耗时就需约1h，现场采用不拆一次高压引线的试验方法，大幅提高了工作效率，减小的高空作业风险。在不拆一次引线的基础上，试验人员又提出了改进的试验接线方法，进一步提高工作效率，试验接线如图3所示。

图3 试验接线方法

图3中（a）、（b）、（c）对应的为第1、2、3节避雷器单元的测量接线，第1节试验时吊车动作第1次可同时将加压线与第 2节避雷器下方的短接线接好，然后吊车动作第2次实现第2节避雷器短接；在测量第2节时吊车先动作1次取掉第2节下方的短接线头，然后再动作第2次将此线头接到均压环上，实现第1节避雷器的短接，吊车共动作4次即可实现最上方两节的测试工作。传统试验接线在测量第1节时，加压线放在1、2之间，此时吊车动作1次即可，但在测量第2节时需先至1、2之间取掉加压线，然后将其移至2、3之间，同时需用1根短接线，配合吊车动作2次，实现第1节避雷器的短接，完成最上方两节的测试工作吊车共需动作5次。虽然与改进方法相比传统方法吊车仅多动作1次，但是吊车1次完整的动作用时约10～15min，在现场避雷器组数较多时可以节约一定的工作量，另外高处作业量的减少，可降低对人身及设备安全的威胁。

4 结论

分析了对MOA现场直流试验结果产生影响的因素，提出了改进措施。针对外部泄漏电流的影响，建议将微安表串接在低压回路中读数；针对限流电阻对1000kV MOA直流试验结果的影响，提出了改进的方法，认为在避雷器绝缘满足要求且直流高压设备内部过流保护可靠的情况下，可不加限流电阻直接进行试验。

1000kV避雷器现场采用不拆引线的试验方法加之改进的接线方式，减少了高处作业工作量，降低了安全隐患，提高了工作效率。

［1］GB 50150—2006.电气装置安装工程电气设备交接试验标准［S］.

［2］Q/GDW 322—2009.1000kV交流电气设备预防性试验规程［S］.

［3］李小建.金属氧化物避雷器电流基本参数分析［J］.高电压技术，2008，34（1）：37-40.

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［7］江强.限流电阻对MOA预防性试验的影响［J］.电瓷避雷器，2007（6）：35-36.

［8］吴德贯.直流高压发生器限流电阻对金属氧化物避雷器试验的影响［J］.电瓷避雷器，2011（6）：81-84，88.

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DC High Voltage Test Method Analysis of 1000kV MOA

Song Dongbo1Huang Jie2Cheng Dengfeng1Qin Shaorui1Chen Fan1
（1.State Grid Anhui Electric Power Research Institute，Hefei 230022；2.State Grid Anhui Electric Power Corporation Traning Center，Hefei 230022）

Metal oxide arrester（MOA）plays a very important role on ensure the safe operation of power system，so regular preventive tests are essential，The accuracy of tests results are effected by several factors.For DC high voltage in field test of 1000kV MOA，influence factors and treatment methods of leakage current are analyzed； impacted of current limiting resistance on test results are comparative analyzed，method to eliminate the effect of limiting resister is provided； according to the field test situation，a better wiring method is proposed to reduce workload and raise the working efficiency.

shield；current limiting resistance；leakage current；test wiring

宋东波（1987-），男，安徽省宿州市人，硕士研究生，中级工程师，主要从事高压电气试验及带电检测工作。