交接试验中避雷器持续电流试验方法探讨

韩宏伟

摘  要：避雷器在变电站交接试验中开展持续运行电压下的持续电流试验，由于避雷器还未接入电网无法取得持续运行电压，需要人为对其施加持续运行电压。750kV电网中避雷器工频运行电压高，满足此电压的工频试验变压器存在运输不便问题，交接试验可采用串联谐振方法对其施加持续运行电压。

关键词：交接试验;避雷器;持续运行电压;持续电流

中图分类号：TM862 文献标志码：A         文章编号：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

避雷器是电网中用于抑制过電压的重要设备，交流无间隙金属氧化物避雷器具有优异的非线性伏安特性，响应特性好、无续流、通流容量大、残压低、抑制过电压能力强、耐污秽、抗老化、不受海拔约束、结构简单、无间隙、密封严、寿命长等特点，广泛应用于各级电网中。

GB 50150-2016《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》中规定，避雷器在交接试验时开展持续运行电压下持续电流测试[1-2]。在交接试验时，避雷器并未接入电网，因此需要人为施加持续运行电压。避雷器的持续电流是由阻性和容性电流分量组成，是表明避雷器运行工况的重要参数[3-4]。

750kV避雷器的持续运行电压为462kV，能满足此电压的工频试验变压器体积大、重量重，不适合开展现场试验。串联谐振试验设备具有体积小、需要电源容量小、运输方便等优势，可以通过串联谐振方式产生避雷器试验需要的持续运行电压。串联谐振试验设备通常是由励磁变压器、变频试验电源、电抗器组成，常用于容性设备交流耐压试验。因此采用串联谐振方式对避雷器施加持续运行电压时还需要容性设备配合。

本文提出两种方式用于提供持续运行电压：（1）采用与避雷器并行的电容式电压互感器作为容性设备和电抗器组成谐振系统产生持续运行电压;（2）利用试验用耦合电容器和电抗器组成谐振系统产生持续运行电压。通过理论计算和现场实践表明，此两种方法都可以产生满足避雷器持续运行电压下的持续电流试验。

1 采用电容式电压互感器组成谐振电路

变电站线路侧通常会有线路侧避雷器和线路侧电容式电压互感器，且两者的距离较近，试验时可借助电容式电压互感器的耦合电容器和电抗器组成谐振系统，产生避雷器试验所需的持续运行电压。

电容式电压互感器包括电容分压器和电磁单元，电容分压器相当于单节的电容器，750kV电容式电压互感器由四节电容分压器和电磁单元组成，C14、C13、C12三节电容分压器是单节布置，第四节电容分压器和电磁单元通常连接在一起。因此可将C12尾端接地，采用上三节电容分压器作为串联谐振电路中所需的电容器。电容分压器单节工频耐压值为296kV，三节串联可承受888kV工频电压，此电压远大于避雷器试验所施加的工频参考电压462kV，试验过程中不会对电容分压器造成损坏。

某变电站电容式电压互感器型号为YH20W-600/1380W，电容分压器C14、C13、C12电容量分别为19.47nF，19.48nF，19.46nF，三节电容分压器单元串联后总电容量为6.5nF。试验电抗器型号为HVFR-360/300，电感量为800H，额定电压300kV，额定电流1.2A/30min。监测用分压器型号为：HV2-500，额定电压250/500kV，电容量2/1nF，工作频率30-300Hz。

电抗器采用两节串联，总电感量为1600H，分压器电容量为1nF，理论计算谐振频率为45.97Hz，电抗器电流为1A，电压、电流、频率均在试验设备和被试品要求范围。

2 采用试验用耦合电容器组成谐振电路

这种试验方法可用于单独安装的避雷器，如主变出口避雷器，避雷器附近没有电容式电压互感器。对此类型避雷器进行持续电流试验时，可采用试验用耦合电容器和串联电抗器组成串联谐振电路来产生试验电压。

现有三组试验用耦合电容器，参数如表2所示：

采用OAM600-0.002H、OAM600-0.003H两组电容器并联，总电容量为4.98nF，分压器电容量为1nF，理论计算谐振频率为51.48Hz，电抗器电流为0.89A，电压、电流、频率均在试验设备和被试品要求范围。

3 现场试验结果

3.1 采用电容式电压互感器组成谐振电路试验结果

采用此方法对某变电站型号为Y20W5-600/1380W的金属氧化物避雷器进行运行电压下持续电流试验，以A相电容式电压互感器上三节电容分压器单元作为试验回路中的电容器，与电抗器组成谐振电路来产生试验所需电压。试验过程中在变频源输出电压允许范围内将试验频率尽可能接近实际运行时的工频50Hz。

3.2 采用试验用耦合电容器组成谐振电路试验结果

采用此方法对某变电站型号为YH20W-600/1380W的金属氧化物避雷器进行持续运行电压下持续电流测试，采用电抗器和试验用耦合电容器组成谐振电路来产生试验所需电压。试验过程中将试验频率尽可能接近实际运行时的工频50Hz。

4 结论

串联谐振试验装置具有组装、运输方便、电源容量要求小等优点，上述两种方法均可实现避雷器运行电压下阻性电流测试中所需试验电压。

通过对上述两种方法的理论计算和现场试验应用，两种方法都可实现避雷器运行电压下阻性电流试验中所需的试验电压。因此在750kV避雷器交接试验中，可以运用上述方法开展试验，既满足试验要求，同时方便试验设备运输和组装。

参考文献：

[1]电气装置安装工程电气设备交接试验标准：GB 50150-2016[S].北京：国家电网公司，2016.

[2]交流无间隙金属氧化物避雷器：GB 11032-2010[S].北京：国家电网公司，2011.

[3]钟丹田，高强，张军阳，等.特高压交流金属氧化物避雷器在线监测装置研制[J].电瓷避雷器，2018（04）：120-123.

[4]郭磊，丁国君，姚帅，等.特高压变电站金属氧化物避雷器带电检测试验数据分析[J].电瓷避雷器，2016（06）：156-161.