220 kV金属氧化物避雷器试验方法分析

余吨良，陈军

（云南电力技术有限责任公司，昆明 650000）

0 前言

常见220 kV MOA 结构如图1，一般为两节串联，上节顶部接高压引线，上下节通过法兰连接，下节底部接底座接地固定在构架上。在底座和下节底部之间通过接地引下线接入MOA监测器后接地。MOA 具有优良的非线性特性：在正常工频电压下呈现高电阻，相当于绝缘体，不影响被保护设备的正常运行；在承受过电压时呈现低电阻可以限制MOA 承受的过电压，保护设备免受过电压的损害。

MOA 本体常见的缺陷为受潮和阀片劣化，这两种缺陷发展到一定阶段将导致MOA 失去保护作用，严重时甚至会引起爆炸。进行直流1mA电压（U1mA）及0.75U1mA下的泄漏电流，可以有效的判断是否出现本体的受潮和劣化。进行该项测试方法较多，各种方法存在不同的优缺点，现场工作人员应该根据现场情况进行选择。

图1 结构图

1 常用测试方法分析

常用测试方法大致有以下三种：第一种为拆除高压引线逐节测试；第二种为不拆除高压引线逐节测试；第三种为不拆除高压引线两节同时测试。

1.1 拆除高压引线逐节测试

根据微安表所接位置，直流耐压可分为低压法（微安表接于低压侧）和高压法（微安表接于高压侧）。采用高压法时因为绝缘表面的泄漏和高压引线的杂散电流等会造成测量误差，使得高压法测量准确性不如低压法，在可以选择的情况下低压法更优。

第一种测试方式均采用低压法，具体测试过程如下图2。测试开始前拆除MOA 高压引线。上节测试时从上节顶部A 点处加压，在上节底部B 点处接上微安表X 读取电流值，当电流达到1mA时记录电压值为U1mA，将电压降至0.75倍U1mA时读取泄漏电流。下节测试时，在上节底部B 点处加压，将MOA 接地引下线解开，在C 点处接上微安表X，其余操作同上节，进行下节测试。进行测试时电流流向如图中虚线。

此种测试方法，测试准确，干扰少，对直流高压发生器容量要求低，基本可以确保试验能顺利进行。但拆除MOA 高压引线的工作需要高处作业，在现场进行此项工作所需要的人力物力较多，作业存在一定风险，频繁的拆除高压引线也容易引起连接螺栓的损伤。因此这种做法逐渐被淘汰。

图2 拆除高压引线逐节测试

图3 不拆除高压引线后逐节测试

1.2 不拆除高压引线后逐节测试

具体做法如上图3 所示，不拆引线测试时，MOA 高压引线不拆除，将其可靠接地。MOA接地引下线解开，断开点要有足够的绝缘距离（若距离不够可采用绝缘手套包裹的方法确保绝缘）。进行上节测试时在B 点加压，采用高压法，X 示值I1为1 mA 时记录电压，降至0.75倍时记录泄漏电流。进行测试时电流如图虚线所示，I1=I2+I3，I2为流经上节MOA 电流，I3为下节MOA 与底座串联后的电流。下节MOA 串联的底座起到分压作用，导致下节MOA 所承受的电压降低，流过的电流I3将非常小，I3相对于220 kV 避雷器加压后期增加一千伏电压，电流将增加数十微安，对U1mA的影响基本可以忽略不计，降至0.75 倍U1mA后，I3更小，对泄漏电流的影响也很小。因此测试结果基本和拆除引线的结果一致。下节测试时和不拆引线作法一致。相较于第一种作法，此种作法不需要拆除引线大大降低了工作量，测试结果也较为准确，第二种测试方法测得数据基本与第一种测试方法一致。

此种测试方法同时存在一些问题。第一、测试MOA 上节时，下节串联底座承受上节的U1mA，底座所能承受的电压并没有进行验证，加压过程中底座所承受电压存在一定可能性高于底座所能承受电压。这也是部分底座结构不佳的MOA 采用此种方法测试时下节发生放电的原因，在某水电厂220 kV 主变高压侧MOA 的测试中就多次发生底座放电导致测试失败的情况，底座绝缘测试为56.3 GΩ，但其底座太薄，加压过程中其有一定机率对地放电。对于底座绝缘过低的MOA 也不能采用此种测试方法，底座绝缘过低时I3在I1中所占比例过高，并不能反应MOA 上节的实际情况。第二、测试MOA下节时，相当于同时对上下两节同时加压，若上节导通电压较低，可能会导致I3未达到1 mA时，I1超出设备容量引起测试失败。因此此种测试方法对设备容量提出了一些要求，不能保证一定成功。

1.3 不拆除高压引线同时测试

针对于第二种作法存在的问题，出现了两节同时测量的作法。具体测试如图4。测试方法与不拆高压引线分节测试的下节测试相似。微安表X-Y 的结果为1 mA 时，记录电压为上节直流1 mA 参考电压U上，微安表Y 示数为1 mA时，记录电压为下节直流1 mA 参考电压U上。然后依次降压为两个电压的0.75 倍，U上降到0.75 倍时，泄漏电流为X-Y 的结果。U下降到0.75倍时，微安表Y 示值为下节泄漏电流。

图4 不拆除高压引线同时测试

表1 测试方法优缺点比较

从电流分析，这种作法比第二种作法更加准确，第二种作法测量上节时，下节依然存在少量泄漏电流，但这种测试方法完全避免了它的干扰。相较于第二种作法，也不存在底座能否耐受所分电压的问题。但现有试验设备并不具备自动计算X-Y 的能力，只能通过人工计算。由于MOA 处于导通状态，电压的很小变化都会导致微安表示数的较大变化，导致找到X-Y 为1mA 的工作耗费时间比较长，而此时直流高压发生器处于高电压大电流（相对于容量），过长时间处于此种状态，对试验设备的损害较大。且现有设备具备0.75 倍U1mA按键，正常情况下，加压至U1mA按该键可以直接降到所需电压读取泄漏电流。而采用此种测试方法只能慢慢降压，耗费时间过长。在现有条件下，此种测试方法优势并不明显。现在所生产新型号直流高压发生器（如苏州华电所生产的ZGS-Z250）已经具备电流的传输功能，泄漏电流可以直接在操作屏读取，只需要增加微安表的传输通道以及在软件上做出改进，就可有效解决此测试方法的缺点。

2 结束语

针对目前现场比较常见的三种测试作法进行分析情况如表1。第一种作法在处于逐渐被淘汰的阶段，第二种作法存在一些问题，但是目前最佳选择，第三种作法在直流高压发生器作出改进后，将优于前面两种测试方法，会成为未来的发展方向。

现场工作人员要了解每一种测试方法的原理及优缺点，根据现场实际情况考虑，选取合适的作法进行测量，如当采用第二种测试方法时底座放电，拆除引线难度大，就可考虑第三种测试方法，即使现阶段此种测试方法优势并不明显，存在加压时间过长的问题，但是可以有限的解决此种困境。合理选取测试方法以确保付出最少的人力物力尽可能安全准确的了解MOA 的实际情况。