于　躍，李　健(連云港供電公司，江蘇連云港22200)

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交接試驗(yàn)中GIS內(nèi)避雷器持續(xù)電流測(cè)量方法的改進(jìn)

于躍，李健
(連云港供電公司，江蘇連云港22200)

摘要：避雷器的持續(xù)電流指的是在持續(xù)運(yùn)行電壓下流過(guò)避雷器的電流。當(dāng)避雷器內(nèi)部受潮時(shí)，其持續(xù)電流會(huì)增大，當(dāng)避雷器電阻片存在老化缺陷時(shí)，持續(xù)電流中的阻性電流所占的比例會(huì)明顯偏大。因此，在避雷器投運(yùn)前，必須對(duì)避雷器進(jìn)行持續(xù)電流測(cè)量。文中研究了現(xiàn)有的全封閉組合電器（GIS）內(nèi)避雷器持續(xù)電流的測(cè)量方法，對(duì)其不足之處進(jìn)行了分析并做出了改進(jìn)，提出了一種新的GIS內(nèi)避雷器持續(xù)電流的測(cè)量方法，適用于避雷器投運(yùn)前的交接試驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：避雷器；持續(xù)電流；GIS

全封閉組合電器（GIS）設(shè)備自20世紀(jì)60年代實(shí)用化以來(lái)，已廣泛運(yùn)行于世界各地。GIS不僅在高壓、超高壓領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，而且在特高壓領(lǐng)域也被使用。與常規(guī)敞開(kāi)式變電站相比，GIS的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，維護(hù)工作量很小。但是其結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)卻給部分設(shè)備的高電壓現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)帶來(lái)了困難。尤其是避雷器持續(xù)電流的測(cè)量，避雷器的持續(xù)電流是反映避雷器質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)，持續(xù)電流的大小反映避雷器內(nèi)部的受潮程度，持續(xù)電流中阻性電流的大小反映著避雷器內(nèi)部電阻片的老化程度和工藝水平[1]。對(duì)于敞開(kāi)式變電站的避雷器，在交接試驗(yàn)中往往采用常規(guī)加壓法，通過(guò)在避雷器上外加一個(gè)運(yùn)行電壓來(lái)測(cè)量流過(guò)避雷器的持續(xù)電流。對(duì)于GIS內(nèi)的避雷器，由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無(wú)法單獨(dú)對(duì)避雷器施加電壓，只能通過(guò)對(duì)GIS內(nèi)所有設(shè)備施加運(yùn)行電壓來(lái)檢測(cè)避雷器的持續(xù)電流。

GIS中的設(shè)備包括壓變、流變、斷路器和隔離刀閘都處于帶電狀態(tài)。由于其含有斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、互感器等多個(gè)設(shè)備，組成的整體系統(tǒng)對(duì)地電容遠(yuǎn)大于單個(gè)避雷器的對(duì)地電容，根據(jù)試驗(yàn)電流與被試品電容量成正比這一原理，將整條進(jìn)線升至運(yùn)行電壓后的試驗(yàn)電流會(huì)很大，所以這種加壓方法需要很大容量的試驗(yàn)變壓器，這一點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)工作中難以實(shí)現(xiàn)[2]。如果采用變頻諧振頻率施加電壓，又不能滿足持續(xù)電流測(cè)量的條件，所以從以上現(xiàn)狀上來(lái)看，盡快研究出一種既能滿足試驗(yàn)要求，又具備現(xiàn)場(chǎng)可操作性的避雷器持續(xù)電流測(cè)量方法非常必要。

1　壓變側(cè)加壓法測(cè)量避雷器持續(xù)電流的原理

GIS內(nèi)的線路屬于全封閉狀態(tài)，因此通常采用在主變側(cè)加壓來(lái)對(duì)GIS內(nèi)部所有設(shè)備施加外加電壓，如圖1所示。

圖1　常規(guī)加壓法測(cè)量持續(xù)電流

測(cè)量GIS內(nèi)避雷器的持續(xù)電流需要試驗(yàn)儀器有大容量試驗(yàn)變壓器，避雷器參數(shù)測(cè)試分析儀等，常規(guī)的試驗(yàn)方法存在以下弊端：

（1）大容量試驗(yàn)變壓器不方便攜帶，為現(xiàn)場(chǎng)工作帶來(lái)不便，影響工作效率。

（2）試驗(yàn)加壓是對(duì)整條母線施加運(yùn)行電壓，并且需要較長(zhǎng)的加壓時(shí)間，對(duì)試驗(yàn)人員的操作要求高，可操作性較低。

（3）試驗(yàn)加壓階段需要多人監(jiān)護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，防止人身事故的發(fā)生，為保證試驗(yàn)的安全，需要浪費(fèi)較多的人力物力。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有試驗(yàn)方法的分析，發(fā)現(xiàn)要提高試驗(yàn)的可操作性和效率的主要方法是找到一種合理的試驗(yàn)加壓方法，因?yàn)楸芾灼鞒掷m(xù)電流測(cè)量本身需要的電壓不高，需要的試驗(yàn)設(shè)備容量也不大，通過(guò)分析GIS內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)從避雷器相鄰設(shè)備的電壓互感器的二次側(cè)加壓，讓電壓互感器充當(dāng)試驗(yàn)變壓器，直接給避雷器加壓，是一個(gè)很好的加法方法。由于GIS內(nèi)的電壓互感器本身就相當(dāng)于一個(gè)單相變壓器，當(dāng)在其一次側(cè)施加一個(gè)高電壓時(shí)，互感器發(fā)揮降壓變壓器的作用，將一次側(cè)高電壓降為二次側(cè)的低電壓。當(dāng)在其二次側(cè)施加低電壓時(shí)，其又發(fā)揮著升壓變壓器的作用，將二次側(cè)低電壓升為一次側(cè)的高電壓。在試驗(yàn)時(shí)，充分利用電壓互感器的這一工作原理，讓其作為試驗(yàn)變壓器，發(fā)揮升壓變壓器的作用。由于加壓時(shí)帶電設(shè)備只有避雷器、壓變和壓變地刀，加壓部分相對(duì)常規(guī)方法減少很多，加壓系統(tǒng)對(duì)地電容也很小，所以試驗(yàn)電流也相應(yīng)減小，GIS內(nèi)電壓互感器完全可以滿足避雷器加壓時(shí)的容量要求，在用此方法提高了GIS交接試驗(yàn)的試驗(yàn)效率。該試驗(yàn)的原理接線圖如圖2所示。

圖2　試驗(yàn)原理接線圖

由圖2可知，通過(guò)壓變?yōu)楸芾灼魇┘映掷m(xù)運(yùn)行電壓，將電流測(cè)試儀的電流測(cè)試線與避雷器連接，讀取流過(guò)避雷器的電流信號(hào)，將電流測(cè)試儀的電壓線與壓變二次側(cè)連接，讀取施加在避雷器上的電壓信號(hào)。通過(guò)測(cè)試儀計(jì)算分析，得到流過(guò)避雷器的持續(xù)電流和持續(xù)電流中阻性電流分量的數(shù)值。與常規(guī)方法相比，壓變側(cè)加壓法需要的加壓設(shè)備僅為一臺(tái)調(diào)壓器，試驗(yàn)的工作效率得到了提高；新方法只需要對(duì)避雷器進(jìn)行單獨(dú)加壓，將GIS內(nèi)的其他設(shè)備排除在外，試驗(yàn)安全性和可操作性也得到了保證，解決了常規(guī)加壓方法中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。

2　壓變側(cè)加壓法在現(xiàn)場(chǎng)工作中的應(yīng)用

采用壓變側(cè)加壓法測(cè)量避雷器的持續(xù)電流，需要的試驗(yàn)儀器只有調(diào)壓器和避雷器參數(shù)測(cè)試分析儀，通過(guò)調(diào)壓器對(duì)電壓互感器的二次側(cè)施加電壓，從而對(duì)避雷器加壓，然后通過(guò)避雷器參數(shù)測(cè)試儀來(lái)測(cè)量避雷器的持續(xù)電流?；谝陨侠碚摶A(chǔ)，2015年11月，在新投運(yùn)的程圩變電站110 kV GIS設(shè)備交接試驗(yàn)中，采用壓變側(cè)加壓法對(duì)GIS內(nèi)的避雷器進(jìn)行了持續(xù)電流測(cè)量并與出廠數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

參照國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司Q/GDW 10《輸變電設(shè)備交接試驗(yàn)規(guī)程》[3]對(duì)GIS內(nèi)金屬氧化物避雷器交接試驗(yàn)的要求：（1）三相持續(xù)電流偏差不大于5%；（2）阻性電流占持續(xù)電流比例不大于30%。則該組避雷器符合交接試驗(yàn)要求。

表1　程圩變110 kV避雷器試驗(yàn)報(bào)告μA

為對(duì)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)也采用了常規(guī)加壓法，并與新方法進(jìn)行對(duì)比，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2　程圩變110 kV避雷器試驗(yàn)報(bào)告μA

將這2種試驗(yàn)方法的操作過(guò)程和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)試驗(yàn)操作過(guò)程對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在操作性和試驗(yàn)效率方面，壓變側(cè)加壓法遠(yuǎn)高于常規(guī)試驗(yàn)方法，不僅能夠快速高效完成試驗(yàn)，還可以提高試驗(yàn)的安全性。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)采用新舊方法所測(cè)得的數(shù)據(jù)非常接近，同時(shí)也與出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)相差無(wú)幾，驗(yàn)證了壓變側(cè)加壓法所測(cè)得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3　結(jié)束語(yǔ)

為了提高GIS交接試驗(yàn)中避雷器持續(xù)電流測(cè)量的操作性和安全性，本文設(shè)計(jì)了一種新試驗(yàn)方法即壓變側(cè)加壓法。分析了常規(guī)方法的弊端與新試驗(yàn)方法的改進(jìn)之處，說(shuō)明了新試驗(yàn)方法的原理，介紹該方法的接線與試驗(yàn)過(guò)程，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗(yàn)證。該試驗(yàn)方法具有操作性好、高效率、高安全等特點(diǎn)。可以有效地提高GIS交接試驗(yàn)的工作效率和質(zhì)量，為GIS的試驗(yàn)工作和試驗(yàn)人員的人生安全提供了技術(shù)保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]邱慶昌.避雷器持續(xù)電流及其監(jiān)測(cè)[J].電瓷避雷器，2003(1)：44-45.

[2]牛保娣，尹麗娜.分析金屬氧化物避雷器及其電氣試驗(yàn)[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2015(8)：47-49.

[3] Q/GDW-10-108-02-001—2014輸變電設(shè)備交接試驗(yàn)規(guī)程[S].

于躍（1987），男，江蘇連云港人，工程師，從事電氣試驗(yàn)工作；

李?。?966），男，江蘇連云港人，工程師，從事電氣試驗(yàn)工作。

故障分析

Improvement on the Measurement of Continues Current for the Lightning Arrester in GIS

YU Yue, LI Jian
(Lianyungang Power Supply Company, Lianyungang 222000, China)

Abstract：When the operating voltage applied to arrester continuously, the current flowing through the arrester is the continuous current. When the arrester internal is damp, the continuous current increases. When the arrester varistor aging, the resistive current of continuous current increases. Therefore, before the arrester put into operation, the continue arresters current must be measured. This paper studies the existing measurement methods for GIS arrester continuous current. According to shortcomings analysis, a new method for GIS arrester continuous current measurement is proposed.

Key words：lightning arrester; continuous current; GIS

作者簡(jiǎn)介：

收稿日期：2015-11-17；修回日期：2015-12-29

中圖分類號(hào)：TM862

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1009-0665（2016）02-0077-02